В России создана сверхбыстрая камера, снимающая голограммы

Российские исследователи из Университета ИТМО сконструировали установку, которая с огромной скоростью способна снимать голограммы с мельчайших объектов — например, живых клеток.

Отмечается, что каждую секунду в живых клетках происходит до ста миллиардов биохимических реакций и физических процессов. Их регистрация требует высокого временного разрешения.

Сейчас для изучения процессов в живых клетках могут применяться электронные микроскопы или цифровые голографические микроскопы. Установки первого типа требуют введения в исследуемую ткань специального красителя: он сделает клетки контрастными, хотя может повлиять на их метаболизм. Голографические приборы лишены этого недостатка, но обладают малым пространственным разрешением.

Новая российская установка способна визуализировать даже прозрачные биоструктуры без введения в них контрастных веществ, а съёмка осуществляется с фемтосекундной скоростью. Прибор записывает фазовые деформации сверхкоротких лазерных импульсов, возникающие, когда свет проходит сквозь исследуемый объект. Система позволяет наблюдать за процессами внутри живой клетки с временным разрешением около 50 фемтосекунд.

«Для анализа объекта фемтосекундный лазерный пучок расщепляют на три луча. Первый содержит 95 % энергии и запускает процесс, который диагностируется двумя другими. Второй луч, называемый объектным, проходит сквозь исследуемый образец. Третий, опорный пучок, отклоненный зеркалами, огибает предмет. За образцом объектный и опорный лучи снова встречаются и формируют интерференционную картину из ярких полос, возникших там, где гребни световых волн наложились и усилили друг друга», — говорится в публикации Университета ИТМО.

Ожидается, что голограммы, полученные при помощи новой системы, помогут в исследовании процессов, происходящих в живых тканях.