Quali potrebbero essere i problemi con l'utilizzo di un laser come sorgente flash per la fotografia ad alta velocità?

Sono interessato a fotografare una sequenza di foto per un evento ad alta velocità (la collisione di due oggetti cilindrici a 300 m / s).

Poiché non ho risorse per la fotocamera ad alta velocità, la fotocamera a strisce o qualcosa di simile, mi piacerebbe costruire quattro fotocamere stenopeiche e utilizzare il flash direzionale veloce (diciamo 100 ns) per "catturare" l'evento. Uno dei requisiti dell'evento è che l'intero apparato è sotto vuoto, quindi l'utilizzo di tecniche convenzionali è piuttosto rischioso. D'altra parte, posso (relativamente a buon mercato) utilizzare il laser verde in questa configurazione e tutte le ottiche necessarie per modificare la geometria del raggio laser. Esistono esempi di utilizzo del laser come una precisa sorgente flash per la fotografia? Ci sono problemi intrinseci con questo tipo di installazione?

Esistono esempi di utilizzo del laser come una precisa sorgente flash per la fotografia?

Sì. Le sorgenti di luce laser vengono utilizzate come "flash" di una durata fino a un paio di femtosecondi. Tuttavia, l'installazione non è quella che definirei una fonte flash per la fotografia , né può essere facilmente, né a buon mercato, assemblata su una tipica panca per hobbisti. Thorlabs, ad esempio, offre una sorgente laser a femtosecondi standard .

Ci sono problemi intrinseci con questo tipo di installazione?

• il granello prodotto dal laser stesso (anche sottolineato in un commento di Chris H), che assomiglia a questo e produrrà un aspetto sgranato del tuo oggetto:

Lo speckle può essere ridotto usando un "despeckler" (un dispositivo che vibra davanti al raggio laser e mitiga il granello)

• controllare e attivare il laser per produrre il breve lampo di luce che stai cercando; un diodo laser è in qualche modo simile a un LED, ma è molto più sensibile all'ESD e non può essere sovraccaricato neanche per un breve periodo (cosa che molti LED possono fare, anche se ridurrebbe la loro durata). I tuoi oggetti volano a 300 m / s che è vicino alla velocità del suono, questo può essere molto veloce a seconda del rapporto di ingrandimento del tuo sistema di imaging, quindi, suppongo, la durata del flash di 100 ns. Andare nell'elettronica richiesta per questo potrebbe andare oltre lo scopo della foto SE.
• producendo un raggio di luce esteso, di dimensioni almeno uguali al tuo oggetto. Per questo avrai bisogno di un espansore del raggio, questo documento di Newport ti mostra come costruirne uno, puoi acquistarne uno anche da ottica edmund o thorlabs .

purtroppo la tua domanda non è molto precisa. Supponiamo quindi che tu abbia un evento nel tempo e nello spazio, di cui vuoi fare una foto. I problemi sono:

1. essere nel punto esatto giusto nello spazio
2. scattata la foto nel momento esatto giusto

OK, diamo un'occhiata al numero uno. Supponiamo che questo sia un dato di fatto, dal momento che le telecamere devono essere riparate. È una grave complicazione che questo debba essere nel vuoto. Tecnicamente parlando, mettere una macchina fotografica commerciale nel vuoto richiede un grande volume di serbatoio. A seconda della forza del vuoto, potresti avere un pizzico con alcune parti sigillate della fotocamera che potrebbero offendersi in modo distruttivo all'idea di una così / troppa pressione differenziale. Ciò include un potenziale obiettivo, che consiglierei per scattare una foto nitida. Il numero due diventa quindi il vero assassino. La posizione è fissa, quindi tutto deve accadere nel dominio del tempo. Supponiamo che la sincronizzazione dell'esposizione sull'estremità della fotocamera sia risolta (ad es. Apertura dell'otturatore, chiusura dopo l'esposizione). Quindi il tempismo del flash diventa tutto. Permettere' s dire che hai una finestra di 1 cm nello spazio in cui puoi scattare un'immagine ragionevolmente ben inquadrata. Con un oggetto che si sposta a 300 m / s, si ottiene all'incirca una finestra di trigger di 1/30000 o circa 30 microsecondi. In termini di elettronica questo non è molto veloce. Ma il tuo flash si illumina solo per 100 ns, il che è un po 'più complicato. I laser normali non ti permetteranno di farlo, in termini di accensione e spegnimento. Quindi hai bisogno di una sorta di otturatore a raggio per il laser - ma 100 ns sembra ancora abbastanza veloce, anche se hai solo un raggio laser molto stretto in posizione di otturatore. I laser normali non ti permetteranno di farlo, in termini di accensione e spegnimento. Quindi hai bisogno di una sorta di otturatore a raggio per il laser - ma 100 ns sembra ancora abbastanza veloce, anche se hai solo un raggio laser molto stretto in posizione di otturatore. I laser normali non ti permetteranno di farlo, in termini di accensione e spegnimento. Quindi hai bisogno di una sorta di otturatore a raggio per il laser - ma 100 ns sembra ancora abbastanza veloce, anche se hai solo un raggio laser molto stretto in posizione di otturatore.

In linea di principio ciò dovrebbe essere possibile. Ma la mia ipotesi è che ci sono due difficoltà. Innanzitutto dovresti risolvere i problemi meccanici di tutto ciò che accade nel vuoto. Forse fai semplicemente una finestra per guardare dall'esterno? Il problema più difficile è la sincronizzazione accurata, poiché devi sincronizzare almeno tre sistemi: il tuo oggetto di interesse è nel punto in cui lo desideri, il sistema di flash laser e tutto ciò che si trova nel mezzo.

Certo, potresti farlo anche in questo modo: http://flash.desy.de/

Una fotocamera a foro stenopeico fornisce principalmente molti anelli di interferenza con un laser. Prova a far brillare un Laserpointer.

Quindi potresti dover "decifrare" in qualche modo o tenerne conto nella tua configurazione.