低成本被动单次超快成像，帧率达685 Gfps
光学
2026-05-01 v1
摘要
捕获超快瞬态现象通常需要条纹相机或基于压缩感知的计算成像，这导致系统复杂且昂贵。在本快报中，我们据我们所知首次展示了一种完全由现成的低成本组件组装而成的全被动单次超快成像架构。一个商用微透镜阵列与一叠标准显微镜盖玻片相结合，将时间信息映射到多个空间通道，而一个消费级CMOS图像传感器在单次相机曝光内记录所有延迟副本。所提出的系统总硬件成本低于500美元，能够以1.46皮秒的时间采样间隔、685 Gfps的有效帧率和十帧的序列深度捕获皮秒激光脉冲的演化过程。通过恢复预期的高斯脉冲轮廓验证了系统的时间保真度，并通过点源测量表征了空间分辨率，其水平和垂直方向的半高全宽点扩散函数分别为1.86和1.62像素。所提出的架构为单次超快成像提供了一种替代方案，具有简单、低成本、无需计算且完全被动的设计。
引用
@article{arxiv.2604.27898,
title = {Low-cost passive single-shot ultrafast imaging at 685 Gfps},
author = {Dilem Eşlik and Bahadır Utku Kesgin and Uğur Teğin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.27898},
year = {2026}
}
备注
4 figures, 5 pages