Jakie mogą być problemy z użyciem lasera jako źródła lampy błyskowej do fotografowania z dużą prędkością?

Interesuje mnie sfotografowanie sekwencji zdjęć dla zdarzenia o wysokiej prędkości (zderzenie dwóch cylindrycznych obiektów przy 300 m / s).

Ponieważ nie mam zasobów na kamerę o dużej prędkości, kamerę smugową itp., Chciałbym zbudować cztery kamery otworkowe i użyć szybkiej kierunkowej (powiedzmy 100ns) lampy błyskowej, aby „uchwycić” zdarzenie. Jednym z wymagań dotyczących zdarzenia jest to, że cały aparat jest pod próżnią, więc stosowanie konwencjonalnych technik jest dość ryzykowne. Z drugiej strony mogę (relatywnie tanio) korzystać z zielonego lasera w tym ustawieniu i całej optyki wymaganej do modyfikacji geometrii wiązki laserowej. Czy są jakieś przykłady wykorzystania lasera jako precyzyjnego źródła lampy błyskowej do fotografii? Czy są jakieś wewnętrzne problemy z tego rodzaju konfiguracją?

Czy są jakieś przykłady wykorzystania lasera jako precyzyjnego źródła lampy błyskowej do fotografii?

Tak. Laserowe źródła światła są używane jako „błysk” o czasie trwania do kilku femtosekund. Jednak konfiguracja nie jest tak zwana źródłem lampy błyskowej do fotografii , ani nie może być łatwo ani tanio zmontowana na typowej ławce hobbystycznej. Na przykład Thorlabs oferuje gotowe źródło takiego lasera femtosekundowego .

Czy są jakieś wewnętrzne problemy z tego rodzaju konfiguracją?

• plamka wyprodukowana przez sam laser (wskazana również w komentarzu Chrisa H), która wygląda tak i będzie wyglądać ziarniście na twoim obiekcie:

Plamkę można zredukować za pomocą „odkamieniacza” (urządzenia, które wibruje przed wiązką lasera i łagodzi plamkę)

• kontrolowanie i wyzwalanie lasera w celu wytworzenia krótkiego błysku światła, którego szukasz; dioda laserowa jest pod pewnymi względami podobna do LED, ale jest znacznie bardziej wrażliwa na wyładowania elektrostatyczne i nie można jej przesterować nawet przez krótki czas (co może zrobić wiele diod LED, choć skróciłoby to ich żywotność). Twoje obiekty lecą z prędkością 300 m / s, co jest bliskie prędkości dźwięku, może to być bardzo szybkie w zależności od współczynnika powiększenia twojego systemu obrazowania, stąd, jak sądzę, twój czas trwania błysku 100ns. Przejście do elektroniki wymaganej do tego może wykraczać poza zakres zdjęcia SE.
• wytwarzając rozszerzoną wiązkę światła, o wielkości co najmniej równej twojemu obiektowi. W tym celu potrzebujesz ekspandera wiązek, ten dokument z Newport pokazuje, jak go zbudować, możesz go kupić również od optyki Edmunda lub kolców .

niestety twoje pytanie nie jest bardzo precyzyjne. Powiedzmy, że masz wydarzenie w czasie i przestrzeni, które chcesz sfotografować. Problemy są następujące:

1. będąc dokładnie w odpowiednim miejscu w przestrzeni
2. zrobiłem zdjęcie we właściwym momencie

OK, spójrzmy na numer jeden. Powiedz, że to jest pewne, ponieważ aparat (y) muszą zostać naprawione. Poważną komplikacją jest to, że musi to być próżnia. Technicznie rzecz biorąc, umieszczenie komercyjnej kamery w próżni wymaga dużego zbiornika. W zależności od siły próżni możesz wpaść w szczypanie z niektórymi uszczelnionymi częściami aparatu, które mogą być destrukcyjne z powodu idei tak / zbyt dużej różnicy ciśnień. Obejmuje to potencjalny obiektyw, który poleciłbym do robienia ostrych zdjęć. Następnie numer dwa staje się prawdziwym zabójcą. Pozycja jest ustalona, ​​więc wszystko musi się zdarzyć w dziedzinie czasu. Powiedzmy, że synchronizacja ekspozycji na końcu aparatu została rozwiązana (np. Otwarta migawka, zamykanie po ekspozycji). Wtedy czas lampy błyskowej staje się wszystkim. Pozwolić' powiedzmy, że masz 1 cm okno w przestrzeni kosmicznej, w którym możesz zrobić dość dobrze wykadrowane zdjęcie. W przypadku obiektu, który porusza się z prędkością 300 m / s, uzyskuje się z grubsza okno wyzwalania wynoszące 1/30000 s, czyli około 30 mikrosekund. Pod względem elektroniki nie jest to naprawdę szybkie. Ale twoja lampa błyskowa świeci się tylko przez 100 ns, co jest nieco bardziej skomplikowane. Zwykłe lasery nie pozwalają na to, jeśli chodzi o włączanie i wyłączanie. Potrzebujesz więc jakiejś migawki wiązki do lasera - ale 100 ns wydaje się wciąż dość szybkie, nawet jeśli masz bardzo wąską wiązkę lasera w pozycji migawki. Zwykłe lasery nie pozwalają na to, jeśli chodzi o włączanie i wyłączanie. Potrzebujesz więc jakiejś migawki wiązki do lasera - ale 100 ns wydaje się wciąż dość szybkie, nawet jeśli masz bardzo wąską wiązkę lasera w pozycji migawki. Zwykłe lasery nie pozwalają na to, jeśli chodzi o włączanie i wyłączanie. Potrzebujesz więc jakiejś migawki wiązki do lasera - ale 100 ns wydaje się wciąż dość szybkie, nawet jeśli masz bardzo wąską wiązkę lasera w pozycji migawki.

Zasadniczo powinno to być możliwe. Ale domyślam się, że istnieją dwie trudności. Najpierw musisz rozwiązać problemy mechaniczne, wszystko dzieje się w próżni. Może po prostu zrób okno, aby spojrzeć z zewnątrz? Trudniejszym problemem jest dokładna synchronizacja, ponieważ musisz zsynchronizować co najmniej trzy systemy: przedmiot będący przedmiotem zainteresowania znajduje się w miejscu, w którym chcesz, laserowy system flash i wszystko, co jest pomiędzy.

Oczywiście możesz to zrobić tak: http://flash.desy.de/

Kamera otworkowa daje przede wszystkim mnóstwo pierścieni interferencyjnych z laserem. Spróbuj świecić na nim Laserpointer.

Być może będziesz musiał jakoś „odszyfrować” to lub wziąć to pod uwagę w swojej konfiguracji.