고속 사진을위한 플래시 소스로 레이저를 사용하는 데 어떤 문제가있을 수 있습니까?

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고속 이벤트 (300m / s에서 두 개의 실린 물체의 충돌)를 위해 일련의 사진을 촬영하고 싶습니다.

고속 카메라, 연속 카메라 또는 기타 유사한 리소스가 없기 때문에 4 개의 핀홀 카메라를 만들고 빠른 고속 (예 : 100ns) 플래시를 사용하여 이벤트를 '캡처'하고 싶습니다. 이벤트 요구 사항 중 하나는 전체 장치가 진공 상태이므로 기존 기술을 사용하는 것이 매우 위험하다는 것입니다. 반면에,이 설정에서 녹색 레이저를 사용할 수 있으며 레이저 빔 형상을 수정하는 데 필요한 모든 광학 장치를 사용할 수 있습니다. 사진을위한 정확한 플래시 소스로 레이저를 사용하는 예가 있습니까? 이런 종류의 설정에 본질적인 문제가 있습니까?

lighting high-speed laser

— broken_goniometer
소스

Particle Image Velocimetry 는 레이저를 사용하여 매체의 입자를 비추어 흐름을 시각화합니다.

— Saaru Lindestøkke

렌즈가 장착 된 카메라 대신 핀홀이 필요한 이유가 궁금하십니까? 핀홀을 사용했으며 렌즈와 동일한 선명도를 위해 매우 작은 홀과 과도한 빛이 필요합니다. 고속 스튜디오 플래시를 사용했지만 레이저는 사용하지 않고 1/5000 초까지만 사용했습니다.

— AK

공간 및 재정적 제약으로 인해 대부분 카메라가 최대에 맞아야합니다. 8mm 구멍으로 1mm 이상 떨어져 있지 않아야합니다. 또한, 작동하지 않거나 작동하지 않을 수있는 추가 렌즈를 구입하는 것이 무섭습니다. 반대편에는 나쁜 핀홀이 또 다른 호일 조각이며 몇 분의 드릴링 작업이 있습니다. 핀홀 설정을위한 저조도 입력에 동의하지만 레이저가이를위한 좋은 광원이 될 수 있습니다. 적어도 나는 그것에 대한 좋은 언급을 찾지 못했기 때문에 그렇게 희망합니다.

— broken_goniometer

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시작하려면 얼룩 을 처리해야합니다 . 이 타임 스케일에서 LED를 펄싱 하는 것도 가능 합니다. 형광체가 너무 느려서 (RGB를 사용할 수 있기 때문에) 흰색을 사용할 수는 없지만 10 초의 ns로 줄었습니다. [시간이 있으면 완전한 답을 쓸 수 있습니다. 이것은 내가 넣은 것에 대한 힌트이며, 나는 그것에 맞을지도 모른다.]

— Chris H

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사진을위한 정확한 플래시 소스로 레이저를 사용하는 예가 있습니까?

예. 레이저 광원은 몇 펨토초까지 지속되는 "플래시"로 사용됩니다. 그러나 설정은 사진 을위한 플래시 소스 라고 부르지 않으며 일반적인 취미 벤치에서 쉽게 또는 저렴하게 조립할 수 없습니다. 예를 들어 Thorlabs는 상용 펨토초 레이저 소스를 제공합니다.

이런 종류의 설정에 본질적인 문제가 있습니까?

레이저 자체에 의해 생성 된 반점 (Chris H의 설명에서 지적)은 다음과 같으며 물체의 거친 모양을 생성합니다.

"반점 제거기"(레이저 빔 앞에서 진동하고 반점을 완화시키는 장치)를 사용하여 반점을 줄일 수 있습니다.

찾고자하는 짧은 섬광을 생성하기 위해 레이저를 제어하고 작동시키는 단계; 레이저 다이오드는 어떤면에서는 LED와 유사하지만 ESD에 훨씬 더 민감하며 짧은 시간 (수 많은 LED가 수명을 단축시킬 수 있음)에도 과도하게 구동 될 수 없습니다. 물체는 300m / s의 속도로 소리 속도에 가깝습니다. 이는 이미징 시스템의 배율에 따라 매우 빠를 수 있으므로 100ns 플래시 지속 시간이라고 가정합니다. 이것에 필요한 전자 장치에 들어가면 사진 SE의 범위를 벗어날 수 있습니다.
물체와 같은 크기의 확장 된 광선을 생성합니다. 이를 위해 빔 익스팬더가 필요합니다. Newport 의이 문서 는 하나를 만드는 방법을 보여줍니다 .edmund optics 또는 thorlabs 에서 구입할 수도 있습니다 .

— calocedrus
소스

LD를 오버 드라이브 할 수 있으며 일단 포화가 완료되면 더 이상 빛을 얻지 못합니다. LED와 마찬가지로 과열로만 죽습니다.

— Brandon Dube

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@BrandonDube : 예. "ca n't"(LD를 오버 드라이브)를 사용하는 것이 그렇게 할 수 없다는 것을 의미하지는 않았지만 그렇게하는 데 아무런 이점이 없습니다.

— calocedrus 2016 년

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불행히도 귀하의 질문은 매우 정확하지 않습니다. 시간과 공간에 사진을 찍고 싶은 이벤트가 있다고 가정 해 봅시다. 문제는 다음과 같습니다.

우주에서 정확한 지점에있는 것
정확한 순간에 사진을 찍었습니다.

자, 우선 하나를 봅시다. 카메라를 고정해야하므로 이것이 주어진다고 가정하십시오. 이것이 진공 상태에 있어야한다는 것은 심각한 합병증입니다. 기술적으로 상용 카메라를 진공 상태로 만들려면 대용량 탱크가 필요합니다. 진공의 강도에 따라 차압이 너무 높을 경우 카메라의 밀폐 된 부분이 꼬집어 파손될 수 있습니다. 여기에는 잠재적 인 렌즈가 포함되어있어 선명한 사진을 찍는 데 권장됩니다. 두 번째는 진짜 살인자가됩니다. 위치가 고정되어 있으므로 모든 것이 시간 영역에서 발생해야합니다. 카메라 쪽의 노출 동기화가 해결되었습니다 (예 : 노출 된 셔터, 노출 후 닫힘). 그런 다음 플래시 타이밍이 모든 것이됩니다. 허락하다' 예를 들어, 프레임이 적당히 잘 짜여진 이미지를 촬영할 수있는 공간에 1cm 창이 있습니다. 300m / s로 움직이는 물체의 경우 대략 1 / 30000s 또는 약 30 마이크로 초의 트리거 창이 생성됩니다. 전자적인 측면에서 이것은 실제로 빠르지 않습니다. 그러나 플래시는 100 ns 동안 만 켜지 며 조금 더 복잡합니다. 일반적인 레이저는 스위치를 켜고 끄는 것을 허용하지 않습니다. 따라서 레이저에는 일종의 빔 셔터가 필요하지만 셔터 위치에 레이저 빔이 매우 좁은 경우에도 100ns는 여전히 매우 빠릅니다. 일반적인 레이저는 스위치를 켜고 끄는 것을 허용하지 않습니다. 따라서 레이저에는 일종의 빔 셔터가 필요하지만 셔터 위치에 레이저 빔이 매우 좁은 경우에도 100ns는 여전히 매우 빠릅니다. 일반적인 레이저는 스위치를 켜고 끄는 것을 허용하지 않습니다. 따라서 레이저에는 일종의 빔 셔터가 필요하지만 셔터 위치에 레이저 빔이 매우 좁은 경우에도 100ns는 여전히 매우 빠릅니다.

원칙적으로 이것이 가능해야합니다. 그러나 두 가지 어려움이 있다고 생각합니다. 먼저 진공에서 발생하는 모든 기계적 문제를 해결해야합니다. 어쩌면 외부에서 볼 수 있도록 창문을 만들 수 있습니까? 더 어려운 문제는 정확한 동기화입니다. 3 개 이상의 시스템을 동기화해야하기 때문입니다. 관심있는 항목이 원하는 지점에 있거나 레이저 플래시 시스템과 그 사이에있는 모든 것.

물론 다음과 같이 할 수도 있습니다 : http://flash.desy.de/

— 케루빔
소스

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핀홀 카메라는 주로 레이저로 많은 간섭 링을 제공합니다. 레이저 포인터를 비추십시오.

따라서 어떻게 든 "분리"해야하거나 설치시이 점을 고려해야합니다.

— 그리말디
소스