Có vấn đề gì với việc sử dụng tia laser làm nguồn flash để chụp ảnh tốc độ cao?

9

Tôi thích chụp ảnh một chuỗi các bức ảnh cho một sự kiện tốc độ cao (sự va chạm của hai vật thể hình học với tốc độ 300 m / s).

Vì tôi không có tài nguyên cho máy ảnh tốc độ cao, máy ảnh sọc hoặc bất cứ thứ gì tương tự, tôi muốn xây dựng bốn máy ảnh pinhole và sử dụng đèn flash nhanh (giả sử, 100ns) để 'chụp' sự kiện. Một trong những yêu cầu của sự kiện là toàn bộ thiết bị trong điều kiện chân không nên sử dụng các kỹ thuật thông thường là khá rủi ro. Mặt khác, tôi có thể (tương đối rẻ) sử dụng laser xanh trong thiết lập này và tất cả các quang học cần thiết để sửa đổi hình dạng chùm tia laser. Có ví dụ nào về việc sử dụng laser làm nguồn flash chính xác để chụp ảnh không? Có bất kỳ vấn đề nội tại với loại thiết lập này?

lighting high-speed laser

— hỏng_goniometer
nguồn

Tốc độ hình ảnh hạt sử dụng tia laser để chiếu sáng các hạt trong môi trường để trực quan hóa dòng chảy.

— Saaru Lindestøkke

Tò mò tại sao một lỗ kim thay vì máy ảnh với ống kính? Tôi đã sử dụng pinhole và nó đòi hỏi một lỗ rất nhỏ và lượng ánh sáng không phù hợp để có độ sắc nét tương đương với ống kính. Tôi đã sử dụng đèn flash studio tốc độ cao nhưng chỉ giảm xuống 1/5000 giây và không phải là laser.

— AK

Chủ yếu là do các hạn chế về không gian và tài chính: máy ảnh phải phù hợp tối đa. Lỗ 8 mm và chúng nên cách nhau không quá 1 mm. Ngoài ra, tôi khá sợ khi mua thêm ống kính có thể có hoặc không hoạt động, mặt khác lỗ kim xấu là một mảnh giấy bạc khác và vài phút khoan. Tôi đồng ý về đầu vào ánh sáng yếu cho thiết lập pinhole, nhưng đó là lý do tại sao laser có thể là nguồn sáng tốt cho việc này. Ít nhất tôi cũng hy vọng như vậy, vì tôi chưa tìm thấy tài liệu tham khảo nào tốt cho điều đó.

— broken_goniometer

1

Bạn sẽ phải đối phó với đốm sáng để bắt đầu. Cũng có thể phát xung LED ở thời điểm này - chúng tôi đã giảm xuống còn 10 giây ở đây mặc dù bạn không thể sử dụng màu trắng vì phốt pho quá chậm (bạn có thể sử dụng RGB). [Tôi có thể viết một câu trả lời đầy đủ khi tôi có thời gian; đây là một gợi ý về những gì tôi đã đặt vào đó và tôi có thể bị đánh bại]

— Chris H

2

Có ví dụ nào về việc sử dụng laser làm nguồn flash chính xác để chụp ảnh không?

Đúng. Các nguồn ánh sáng laser được sử dụng như "đèn flash" trong một khoảng thời gian xuống đến vài giây. Tuy nhiên, thiết lập không phải là thứ mà tôi muốn gọi là nguồn flash để chụp ảnh , cũng không thể dễ dàng, cũng không rẻ, được lắp ráp trên một băng ghế dự bị điển hình. Ví dụ, Thorlabs cung cấp nguồn laser femtosecond ngoài luồng như vậy .

Có bất kỳ vấn đề nội tại với loại thiết lập này?

đốm sáng được tạo ra bởi chính tia laser (cũng được chỉ ra trong một nhận xét của Chris H), trông giống như thế này và sẽ tạo ra hình dạng hạt của đối tượng của bạn:

Có thể giảm bớt đốm sáng bằng cách sử dụng "despeckler" (một thiết bị rung trước tia laser và giảm nhẹ đốm sáng)

điều khiển và kích hoạt tia laser để tạo ra tia sáng ngắn ngủi mà bạn đang tìm kiếm; một diode laser tương tự như đèn LED theo một số cách, nhưng nó nhạy hơn nhiều so với ESD và không thể bị quá tải ngay cả trong một thời gian ngắn (điều mà nhiều đèn LED có thể làm được, mặc dù nó sẽ làm giảm thời gian sống của chúng). Các vật thể của bạn bay với tốc độ 300m / giây gần với tốc độ âm thanh, điều này có thể rất nhanh tùy thuộc vào tỷ lệ phóng đại của hệ thống hình ảnh của bạn, do đó, tôi cho rằng, thời lượng flash 100ns của bạn. Đi sâu vào điện tử cần thiết cho việc này có thể vượt ra ngoài phạm vi ảnh SE.
tạo ra một chùm ánh sáng mở rộng, có kích thước ít nhất bằng với vật thể của bạn. Đối với điều này, bạn sẽ cần một thiết bị mở rộng chùm tia, tài liệu này từ Newport chỉ cho bạn cách xây dựng một cái, bạn cũng có thể mua một cái từ quang học edmund hoặc thorlabs .

— calocedrus
nguồn

Bạn có thể vượt quá LD, bạn không nhận được nhiều ánh sáng hơn khi đạt được độ bão hòa. Giống như một đèn LED, nó sẽ chỉ chết vì nhiệt dư.

— Brandon Dube

1

@BrandonDube: có. Việc tôi sử dụng "không thể" (vượt quá LD) không có nghĩa là "không thể" làm điều đó, nhưng điều đó không có lợi ích gì khi làm như vậy.

— calocedrus

0

tiếc là câu hỏi của bạn không chính xác lắm. Vì vậy, giả sử bạn có một sự kiện trong thời gian và không gian mà bạn muốn chụp ảnh. Các vấn đề là:

ở đúng điểm trong không gian
chụp ảnh đúng lúc

OK, hãy nhìn vào số một. Nói rằng đây là một định sẵn, vì (các) máy ảnh cần phải được sửa. Đó là một biến chứng nghiêm trọng rằng nó phải ở trong chân không. Về mặt kỹ thuật, việc đặt một máy ảnh thương mại vào chân không đòi hỏi một bể có thể tích lớn. Tùy thuộc vào độ mạnh của chân không, bạn có thể bị véo với một số bộ phận bịt kín của máy ảnh có thể gây ra hành vi phạm tội phá hoại theo ý tưởng về quá / chênh lệch áp suất quá lớn. Điều này bao gồm một ống kính tiềm năng, mà tôi muốn giới thiệu để chụp ảnh sắc nét. Số hai sau đó trở thành kẻ giết người thực sự. Vị trí là cố định, vì vậy mọi thứ phải xảy ra trong miền thời gian. Giả sử, đồng bộ hóa phơi sáng ở đầu camera được giải quyết (ví dụ: màn trập mở, đóng sau khi phơi sáng). Sau đó, thời gian của đèn flash trở thành tất cả mọi thứ. Để cho' s nói rằng bạn có một cửa sổ 1cm trong không gian nơi bạn có thể chụp ảnh có khung khá hợp lý. Với một vật thể di chuyển với tốc độ 300m / giây, điều này mang lại khoảng một cửa sổ kích hoạt 1/30000 giây, hoặc khoảng 30 micro giây. Về mặt điện tử, điều này không thực sự nhanh. Nhưng đèn flash của bạn chỉ sáng trong 100 ns, phức tạp hơn một chút. Laser thông thường sẽ không cho phép bạn làm điều đó, về mặt bật và tắt. Vì vậy, bạn cần một số loại màn trập cho tia laser - nhưng 100 ns dường như vẫn còn khá nhanh, ngay cả khi bạn chỉ có một chùm tia laser rất hẹp ở vị trí màn trập. Laser thông thường sẽ không cho phép bạn làm điều đó, về mặt bật và tắt. Vì vậy, bạn cần một số loại màn trập cho tia laser - nhưng 100 ns dường như vẫn còn khá nhanh, ngay cả khi bạn chỉ có một chùm tia laser rất hẹp ở vị trí màn trập. Laser thông thường sẽ không cho phép bạn làm điều đó, về mặt bật và tắt. Vì vậy, bạn cần một số loại màn trập cho tia laser - nhưng 100 ns dường như vẫn còn khá nhanh, ngay cả khi bạn chỉ có một chùm tia laser rất hẹp ở vị trí màn trập.

Về nguyên tắc điều này nên có thể. Nhưng tôi đoán là có hai khó khăn. Trước tiên, bạn sẽ phải giải quyết các vấn đề cơ học mọi thứ xảy ra trong chân không. Có lẽ chỉ cần làm một cửa sổ để nhìn từ bên ngoài? Vấn đề khó hơn là đồng bộ hóa chính xác, vì bạn phải đồng bộ hóa ít nhất ba hệ thống: mục bạn quan tâm là ở nơi bạn muốn, hệ thống đèn flash laser và mọi thứ ở giữa.

Tất nhiên, bạn cũng có thể làm điều đó như thế này: http://flash.desy.de/

— chubub
nguồn

0

Một máy ảnh pinhole sẽ cung cấp cho bạn chủ yếu rất nhiều vòng nhiễu bằng laser. Hãy thử chiếu Laserpulum vào nó.

Vì vậy, bạn có thể phải "trang trí" bằng cách nào đó hoặc tính đến điều này trong thiết lập của mình.

— Grimaldi
nguồn