Que problemas podem ter o uso de laser como fonte de flash para fotografias em alta velocidade?

Estou interessado em fotografar uma sequência de fotos para um evento de alta velocidade (a colisão de dois objetos cilíndricos a 300 m / s).

Como não tenho recursos para câmera de alta velocidade, raia ou algo parecido, gostaria de construir quatro câmeras pinhole e usar flash direcional rápido (por exemplo, 100ns) para 'capturar' o evento. Um dos requisitos do evento é que todo o aparelho esteja sob vácuo, portanto, o uso de técnicas convencionais é bastante arriscado. Por outro lado, posso (relativamente barato) usar o laser verde nessa configuração e todas as ópticas necessárias para modificar a geometria do feixe de laser. Existem exemplos de uso do laser como fonte precisa de flash para fotografia? Existem problemas intrínsecos a esse tipo de configuração?

Existem exemplos de uso do laser como fonte precisa de flash para fotografia?

Sim. As fontes de luz do laser são usadas como "flash" com duração de até dois femtossegundos. No entanto, a configuração não é aquela que eu chamaria de fonte de flash para a fotografia , nem pode ser fácil nem barata, montada em um banco amador típico. A Thorlabs, por exemplo, oferece uma fonte de laser de femtossegundos pronta para uso .

Existem problemas intrínsecos a esse tipo de configuração?

• a mancha produzida pelo próprio laser (também apontada em um comentário de Chris H), que se parece com isso e produzirá uma aparência granulada do seu objeto:

O speckle pode ser reduzido pelo uso de um "despeckler" (um dispositivo que vibra na frente do raio laser e mitiga o speckle)

• controlar e acionar o laser para produzir o breve flash de luz que você está procurando; um diodo laser é semelhante a um LED em alguns aspectos, mas é muito mais sensível a ESD e não pode ser sobrecarregado nem por um curto período de tempo (o que muitos LEDs podem, embora isso reduza sua vida útil). Seus objetos voam a 300 m / s, o que é próximo à velocidade do som; isso pode ser muito rápido, dependendo da taxa de ampliação do seu sistema de imagem; portanto, suponho, a duração do flash de 100ns. Entrar no eletrônico necessário para isso pode ir além do escopo da foto SE.
• produzindo um raio de luz estendido, de tamanho pelo menos igual ao seu objeto. Para isso, você precisará de um expansor de feixe; este documento de Newport mostra como construir um; você também pode comprar um da edmund optics ou thorlabs .

infelizmente sua pergunta não é muito precisa. Então, digamos que você tenha um evento no tempo e no espaço, do qual deseja tirar uma foto. Os problemas são:

1. estar no ponto exatamente certo no espaço
2. tirou a foto no exato momento certo

OK, vamos olhar para o número um. Diga que isso é um fato, pois as câmeras precisam ser consertadas. É uma complicação grave que isso tenha que estar no vácuo. Tecnicamente, colocar uma câmera comercial no vácuo requer um tanque de grande volume. Dependendo da força do vácuo, você pode entrar em pitada com algumas partes seladas da câmera que podem se ofender destrutivamente com a idéia de pressão diferencial muito / muito alta. Isso inclui uma lente em potencial, que eu recomendaria para tirar uma foto nítida. O número dois então se torna o verdadeiro assassino. A posição é fixa, então tudo tem que acontecer no domínio do tempo. Digamos que a sincronização da exposição na extremidade da câmera seja resolvida (por exemplo, obturador aberto, fechando após a exposição). Então o tempo do flash se torna tudo. Deixei' s dizem que você tem uma janela de 1 cm no espaço onde pode tirar uma imagem razoavelmente bem emoldurada. Com um objeto que se move a 300 m / s, isso produz aproximadamente uma janela de gatilho de 1 / 30000s, ou cerca de 30 microssegundos. Em termos de eletrônica, isso não é realmente rápido. Mas o seu flash acende apenas por 100 ns, o que é um pouco mais complicado. Lasers normais não permitirão que você faça isso, em termos de ativação e desativação. Portanto, você precisa de algum tipo de obturador de feixe para o laser - mas 100 ns ainda parecem bastante rápidos, mesmo se você tiver apenas um feixe de laser muito estreito na posição do obturador. Lasers normais não permitirão que você faça isso, em termos de ativação e desativação. Portanto, você precisa de algum tipo de obturador de feixe para o laser - mas 100 ns ainda parecem bastante rápidos, mesmo se você tiver apenas um feixe de laser muito estreito na posição do obturador. Lasers normais não permitirão que você faça isso, em termos de ativação e desativação. Portanto, você precisa de algum tipo de obturador de feixe para o laser - mas 100 ns ainda parecem bastante rápidos, mesmo se você tiver apenas um feixe de laser muito estreito na posição do obturador.

Em princípio, isso deve ser possível. Mas meu palpite é que existem duas dificuldades. Primeiro você teria que resolver os problemas mecânicos que acontecem no vácuo. Talvez apenas faça uma janela para olhar de fora? O problema mais difícil é a sincronização precisa, pois você precisa sincronizar pelo menos três sistemas: seu item de interesse está no local em que você deseja, o sistema de flash a laser e tudo o que estiver no meio.

Claro, você também pode fazer o seguinte: http://flash.desy.de/

Uma câmera pinhole oferece basicamente muitos anéis de interferência com um laser. Tente colocar um Laserpointer nele.

Portanto, você pode ter que "descoerê-lo" de alguma forma ou levar isso em consideração na sua configuração.