高速写真のフラッシュ光源としてレーザーを使用すると、どのような問題が発生する可能性がありますか？

高速イベント（300 m / sでの2つの円柱状オブジェクトの衝突）の一連の写真を撮影することに興味があります。

高速カメラやストリークカメラなどのリソースがないため、4つのピンホールカメラを構築し、方向性のある高速（たとえば100ns）フラッシュを使用してイベントを「キャプチャ」します。イベント要件の1つは、装置全体が真空下にあるため、従来の技術を使用することはかなり危険です。一方、このセットアップでは緑色レーザーを（比較的安価に）使用でき、レーザービームのジオメトリを変更するために必要なすべての光学系を使用できます。写真の正確なフラッシュ光源としてレーザーを使用した例はありますか？この種のセットアップには本質的な問題がありますか？

写真の正確なフラッシュ光源としてレーザーを使用した例はありますか？

はい。レーザー光源は、数フェムト秒までの持続時間の「フラッシュ」として使用されます。ただし、このセットアップは、私が写真のフラッシュソースと呼ぶものではなく、一般的な趣味のベンチで簡単に、または安価に組み立てることもできません。たとえば当社では、このようなフェムト秒レーザー光源を市販しています。

この種のセットアップには本質的な問題がありますか？

• レーザー自体によって生成されたスペックル（Chris Hのコメントでも指摘されています）。これは次のように見え、オブジェクトの粒子の粗い外観を生成します。

「スペックル除去器」（レーザービームの前で振動してスペックルを軽減するデバイス）を使用すると、スペックルを減らすことができます。

• レーザーを制御してトリガーし、探している短い閃光を生成します。レーザーダイオードは、いくつかの点でLEDに似ていますが、ESDにはるかに敏感であり、短時間でもオーバードライブできません（多くのLEDでは、寿命が短くなりますが）。オブジェクトは音速に近い300m / sで飛行します。これは、イメージングシステムの倍率に応じて非常に速くなる可能性があるため、フラッシュの持続時間は100nsと考えられます。これに必要な電子機器を検討することは、写真SEの範囲を超える可能性があります。
• 少なくともオブジェクトと同じサイズの拡張光線を生成する。このためには、ビームエキスパンダーが必要です。ニューポートのこのドキュメントでは、ビームエキスパンダーの作成方法を示しています。また、エドマンド光学系または当社からも購入できます。

残念ながら、あなたの質問はあまり正確ではありません。だから、あなたが写真を撮りたい時間と空間のイベントがあるとしましょう。問題は次のとおりです。

1. 空間の正確なポイントにいる
2. 正確な瞬間に写真を撮った

では、1つ目を見てみましょう。カメラを固定する必要があるので、これは当然のことだと言ってください。これを真空にしなければならないことは深刻な合併症です。技術的に言えば、商業用カメラを真空にするには、大容量のタンクが必要です。真空の強さによっては、差圧が多すぎる/多すぎるという考えで破壊的な攻撃を行う可能性のある、カメラのいくつかの密封された部品でピンチに入る可能性があります。これには、鮮明な写真を撮るために推奨する可能性のあるレンズが含まれます。次に、2番目が真のキラーになります。位置は固定されているため、すべてが時間領域で発生する必要があります。カメラ側の露出同期が解決されたとしましょう（たとえば、シャッターを開いたり、露出後に閉じたり）。するとフラッシュのタイミングがすべてになります。しましょう sには、適度にうまくフレーム化された画像を撮ることができるスペースに1cmのウィンドウがあると言います。300m / sで移動するオブジェクトの場合、これはおおよそ1 / 30000s、つまり約30マイクロ秒のトリガーウィンドウになります。エレクトロニクスに関しては、これは実際には高速ではありません。しかし、フラッシュは100 nsの間しか点灯しません。これは少し複雑です。通常のレーザーでは、オンとオフの切り替えに関して、これを行うことはできません。そのため、レーザーには何らかの種類のビームシャッターが必要ですが、シャッター位置に非常に狭いレーザービームしかない場合でも、100 nsはかなり高速に見えます。通常のレーザーでは、オンとオフの切り替えに関して、これを行うことはできません。そのため、レーザーには何らかの種類のビームシャッターが必要ですが、シャッター位置に非常に狭いレーザービームしかない場合でも、100 nsはかなり高速に見えます。通常のレーザーでは、オンとオフの切り替えに関して、これを行うことはできません。そのため、レーザーには何らかの種類のビームシャッターが必要ですが、シャッター位置に非常に狭いレーザービームしかない場合でも、100 nsはかなり高速に見えます。

原則としてこれは可能であるべきです。しかし、私の推測では、2つの困難があります。まず、真空中で起こるすべての機械的な問題を解決する必要があります。たぶん外から見える窓を作ってみませんか？難しい問題は正確な同期です。少なくとも3つのシステムを同期する必要があるためです。関心のあるアイテムは、必要な場所にあり、レーザーフラッシュシステムとその間にあるすべてのものです。

もちろん、次のようにすることもできます：http : //flash.desy.de/

ピンホールカメラは、主にレーザーを使用した多数の干渉リングを提供します。レーザーポインターを照らしてみてください。

したがって、何らかの方法で「デコヒーレンス化」するか、セットアップでこれを考慮する必要がある場合があります。