東京大学の研究グループは，従来の高速度撮影技術が抱えていた，ナノ秒領域における計測時間スケールのギャップを埋める撮影法の開発に成功した（ニュースリリース）。

光学的な超高速撮影法は、ピコ秒やフェムト秒の時間分解能を実現しているが，電気的な撮影法と光学的な撮影法のちょうど間に存在するナノ秒の時間領域はどちらの方法でも撮影が難しく，撮影像の画質や露光時間など，高速度撮影に重要な要素を犠牲にせざるを得なかった。

そこで研究では，超短パルスからナノ秒間隔の光パルス列を生成する新しい光学システムであるSpectrum Circuitを開発し，超高速撮影法STAMPへと適用することで，光学的な撮影法をナノ秒の時間領域まで拡張した。

Spectrum Circuitでは，精密に調整された4枚のミラーで構成される「光のサーキット」を超短パルスが周回し，1周ごとに光パルスを部分的に取り出せる仕組みになっている。

自由空間中を光が伝播するので，従来のナノ秒パルス伸長法である光ファイバを用いた方法で発生するような望ましくない非線形光学効果を避けることが可能であり，また周回長の変更により光パルス列の間隔（すなわち高速度撮影のフレーム間隔）を自在に調整できる。

ナノ秒撮影法を実証するため，衝撃波が癌細胞を伝播する様子を撮影した。1.5 nsのフレーム間隔に対して44 psという極めて短い露光時間で撮影した結果，細胞を伝播する衝撃波ダイナミクスの直接的な観察に世界で初めて成功し，細胞外よりも細胞中を伝播する衝撃波の速度が速いことを実験的に示した。この結果は、超音波や衝撃波を用いた音響医療に貢献する知見だという。

さらに，ガラスの超短パルスレーザー加工現象の複数のダイナミクスを，ピコ秒，ナノ秒，ミリ秒という複数の時間スケールにおいて撮影可能なシステムを構築し，超短パルスレーザー加工中に生じるプラズマと衝撃波のダイナミクスや加工穴形状の変化を，全ての加工パルスにおいて網羅的な計測が可能となった。

異なる時間スケールで変化する現象を一連の物理プロセスとして可視化することで，クーロン力に起因するプラズマと衝撃波の速度の違いや，加工穴形状の変化に伴うプラズマや衝撃波の形状変化を示した。これはレーザー加工学理の理解や，サイバーフィジカルシステムに基づくレーザー加工のリアルタイム制御などのアプリケーションへ貢献する成果だとする。

研究グループは，バイオ・医療，ものづくり，材料，環境・エネルギーなどの分野で，基礎科学から産業まで広く貢献することが期待される成果だとしている。