Quels problèmes pourrait-il y avoir avec l'utilisation d'un laser comme source de flash pour la photographie à grande vitesse?

Je suis intéressé à photographier une séquence de photos pour un événement à grande vitesse (la collision de deux objets cyllindriques à 300 m / s).

Comme je n'ai pas de ressources pour les caméras haute vitesse, les caméras à balayage ou quoi que ce soit de similaire, je voudrais construire quatre caméras sténopées et utiliser un flash directionnel rapide (par exemple, 100 ns) pour `` capturer '' l'événement. L'une des exigences de l'événement est que l'appareil entier soit sous vide, donc l'utilisation de techniques conventionnelles est assez risquée. D'un autre côté, je peux (relativement peu cher) utiliser le laser vert dans cette configuration, et toutes les optiques nécessaires pour modifier la géométrie du faisceau laser. Existe-t-il des exemples d'utilisation du laser comme source de flash précise pour la photographie? Existe-t-il des problèmes intrinsèques avec ce type de configuration?

Existe-t-il des exemples d'utilisation du laser comme source de flash précise pour la photographie?

Oui. Les sources de lumière laser sont utilisées comme "flash" d'une durée allant jusqu'à quelques femtosecondes. Cependant, la configuration n'est pas celle que je qualifierais de source flash pour la photographie , ni ne peut être facilement, ou à moindre coût, montée sur un banc d'amateur typique. Thorlabs, par exemple, propose une telle source laser femtoseconde sur étagère .

Existe-t-il des problèmes intrinsèques avec ce type de configuration?

• le speckle produit par le laser lui-même (également souligné dans un commentaire de Chris H), qui ressemble à ceci et produira une apparence granuleuse de votre objet:

La tache peut être réduite en utilisant un "despeckler" (un appareil qui vibre devant le faisceau laser et atténue le chatoiement)

• contrôler et déclencher le laser pour produire le bref éclair de lumière que vous recherchez; une diode laser est similaire à une LED à certains égards, mais elle est beaucoup plus sensible aux ESD et ne peut pas être surchargée même pendant une courte période (ce que de nombreuses LED peuvent, même si cela réduirait leur durée de vie). Vos objets volent à 300m / s ce qui est proche de la vitesse du son, cela peut être très rapide en fonction du taux d'agrandissement de votre système d'imagerie, d'où, je suppose, votre durée de flash de 100ns. Entrer dans l'électronique requise pour cela peut dépasser le cadre de la photo SE.
• produisant un faisceau de lumière étendu, d'une taille au moins égale à votre objet. Pour cela, vous aurez besoin d'un extenseur de faisceau, ce document de Newport vous montre comment en construire un, vous pouvez également en acheter un auprès d' Edmund Optics ou de Thorlabs .

malheureusement votre question n'est pas très précise. Supposons donc que vous ayez un événement dans le temps et l'espace, dont vous voulez prendre une photo. Les problèmes sont:

1. être au bon endroit dans l'espace
2. pris la photo au bon moment

OK, regardons le numéro un. Disons que c'est une donnée, car la ou les caméras doivent être réparées. C'est une grave complication que cela doit être dans le vide. Techniquement parlant, la mise sous vide d'une caméra commerciale nécessite un réservoir de grand volume. En fonction de la force de l'aspirateur, vous pourriez vous retrouver avec des parties scellées de l'appareil photo qui pourraient être offensantes à l'idée d'une pression différentielle trop élevée. Cela inclut un objectif potentiel, que je recommanderais pour prendre une photo nette. Le numéro deux devient alors le véritable tueur. La position est fixe, donc tout doit se produire dans le domaine temporel. Disons que la synchronisation de l'exposition à l'extrémité de la caméra est résolue (par exemple, obturateur ouvert, fermeture après l'exposition). Le timing du flash devient alors tout. Laisser' On dit que vous avez une fenêtre de 1 cm dans l'espace où vous pouvez prendre une image assez bien cadrée. Avec un objet qui se déplace à 300 m / s, cela donne à peu près une fenêtre de déclenchement de 1 / 30000s, soit environ 30 microsecondes. En termes d'électronique, ce n'est pas vraiment rapide. Mais votre flash ne s'allume que pendant 100 ns, ce qui est un peu plus compliqué. Les lasers normaux ne vous permettront pas de le faire, en termes d'allumage et d'extinction. Vous avez donc besoin d'une sorte d'obturateur de faisceau pour le laser - mais 100 ns semble encore assez rapide, même si vous n'avez qu'un faisceau laser très étroit en position d'obturation. Les lasers normaux ne vous permettront pas de le faire, en termes d'allumage et d'extinction. Vous avez donc besoin d'une sorte d'obturateur de faisceau pour le laser - mais 100 ns semble encore assez rapide, même si vous n'avez qu'un faisceau laser très étroit en position d'obturation. Les lasers normaux ne vous permettront pas de le faire, en termes d'allumage et d'extinction. Vous avez donc besoin d'une sorte d'obturateur de faisceau pour le laser - mais 100 ns semble toujours assez rapide, même si vous n'avez qu'un faisceau laser très étroit en position d'obturation.

En principe, cela devrait être possible. Mais je pense qu'il y a deux difficultés. Il faudrait d'abord résoudre les problèmes mécaniques tout ce qui se passe dans le vide. Peut-être juste faire une fenêtre pour regarder de l'extérieur? Le problème le plus difficile est la synchronisation précise, car vous devez synchroniser au moins trois systèmes: votre élément d'intérêt se trouvant à l'endroit où vous le souhaitez, le système de flash laser et tout ce qui se trouve entre les deux.

Bien sûr, vous pouvez aussi le faire comme ceci: http://flash.desy.de/

Une caméra sténopé vous donnera principalement beaucoup d'anneaux d'interférence avec un laser. Essayez d'y faire briller un pointeur laser.

Il vous faudra donc peut-être la "décohérence", ou en tenir compte dans votre configuration.