encompassed.
The pulse is then divided into distinct pulses at
different spectral bands, capturing the object as
sequential flashes and then combined to form
movie frames. In addition to breaking all previous
records in number of frames per second, STAMP
also eschews the need for repetitive measurements
required in pump-probe photography, and is able
to map an object’s spatial profile.
The benefits from the application of high
speed photography are endless. Researchers
are now focusing their attention on shrinking the
camera for a wider scope of applications – it is
currently at a size of about one square metre
– including the synthesis of semiconductors or
applications in the medical field. Our need to
capture instances in time has transitioned from
the macro to the nanoscale, satiating humanity’s
curiosity for the very building blocks of physics,
biology and chemistry. For now, we can enjoy the
entertainment offered to us by current commercial
high speed cameras. Bursting water balloons,
anyone?
史
上最早的一幀相片大概可追溯至1826年，跟簡樸
的素描圖像相差無幾，曝光時間卻要數天。直至1838年，銀
版攝影法的發明大大縮短曝光時間到10至12分鐘。自此之
後，攝影與錄影技術迅速發展，標準鏡頭能夠比肉眼更快地
捕捉每一個動作。近日更有研究將高速攝影推向新境界。
根據電影電視工程師協會(SMPTE)的定義，高速
攝 影 是 指
拍攝速度每秒超過128幀。每當拍照的時候，鏡頭收
集物件反射出來的光。由於快門會出現時間誤差，普通鏡頭
無法精確地順序捕捉迅速移動物件的影像。泵浦技術以及
STAMP（連續定時全光學映射攝影）技術的面世解決了上述
的問題。
泵浦攝影技術利用「浦鐳射」以及「泵鐳射」去消除快門
的時間誤差。以拍攝一組原子的反應為例，可先以泵鐳射提
高拍攝對象的能量至激發態，然後以浦鐳射在精確控制的延
遲時刻進行拍照。不過，美中不足的是，泵浦技術需要重複量
度才能夠重建一連串的動作畫面。
慶應義塾大學以及東京大學的科學家用STAMP相機進
行飛秒攝影，可以每秒4.4兆的幀率捕捉一連串畫面，解析
度高達450 x 450 像素。STAMP可以捕捉熱傳導(速度是光
傳遞的六分之一) 、晶體原子的振動（晶格振動）和等離子動
態，可見其重要。
STAMP技術利用超短鐳射脈衝射向拍攝對象。物件被多
面鏡子及經精心調較位置的相機環繞，確保所有角度均在覆
蓋範圍之內。脈衝分化成不同光譜帶的脈衝閃爍，依次照射
拍攝對象，然後結合重構整個畫面。STAMP技術具有破記錄
的高幀率，而沒有泵浦技術需要重複測量的缺點，同時亦能
勾畫出物件空間分佈的變化。
高速攝影技術可以帶來無窮的好處。科學家正在研究怎
樣能夠縮小佔地約1平方米的相機，以求擴大其應用範疇，例
如：半導體生產以及醫療用途。人類為了滿足好奇心，探求物
理學、生物學和化學的根本，需要捕捉的時段也逐漸趨向以
納米計算。現在，且先讓我們以市面上的高速攝影機留住動
人一刻！
捕風捉影：淺談高速攝影
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