Ну вообще есть в голографии методы фиксации сверхбыстрых процессов. Но тут немного другой случай. Здесь даже не обязательно использовать чисто когерентное излучение. А идея проста и напоминает работу осциллографа -- отраженный (лучше сказать, переизлученный) от среды свет преобразуется фотоэффектом в поток электронов и отклоняется переменным полем короткого лазерного импульса, в результате чего угол отклонения частицы (а значит и координата на матрице-детекторе) зависит от времени её влетания в объектив (впрочем отклоняющая система может функционировать и по-другому, это один из вариантов).
Это всё проделывается сразу для целой строки изображения сцены. Таким образом получают временную развертку одномерного сигнала, и так линия за линией сканируют всю сцену (каждый раз подсвечивая её короткой лазерной вспышкой), потом синтезируют 2d-картинку на компьютере.
Подробности смотрите
здесь,
здесь (статьи) и
здесь (web-страничка проекта).