高速摄像机/相机——MotionPro 4x

放大镜能够从空间上将物体放大以便获得空间分布上的细节,而高速摄像机/相机则是时间上的“放大镜”,可帮助人们获得时间分布上的细节内容。

MotionPro 4x是实验室用来观察等离子体时间演化的高速高速摄像机,最大分辨率512x512像素,满幅最大刷新率为5130fps(帧每秒),也即~200us一幅画面。此速度对于我们研究ECR等离子体的振荡还稍嫌不够。

好在等离子体振荡大多数信息分布在径向,因此,可以将画面剪裁,截取中间部分主要信息的同时提高刷新率,缩小至512x256分辨率,即可提高至10000fps。

但此时的曝光时间不足以让等离子体发光在CCD上产生足够的信号。这时候,有两种方式可以提高亮度,一是增加增益,但这时的噪点增加明显;二是使用binning(这个词不知道怎样翻译合适,直译为装箱,物理含义为将2x2(或3x3、4x4)个像素的信号叠加为一个像素,也即将亮度提高4(或9、16)倍),在像素减少但噪点不增加的同时,显著提高亮度。