Welche Probleme können bei der Verwendung eines Lasers als Blitzquelle für die Hochgeschwindigkeitsfotografie auftreten?

Gibt es Beispiele für die Verwendung von Laser als präzise Blitzquelle für die Fotografie?

Ja. Laserlichtquellen werden als "Blitz" mit einer Dauer von bis zu einigen Femtosekunden verwendet. Allerdings ist das Setup weder eines, das ich als Blitzquelle für die Fotografie bezeichnen würde , noch kann es einfach oder billig auf einer typischen Bastlerbank zusammengebaut werden. Thorlabs zum Beispiel bietet eine solche Femtosekunden-Laserquelle von der Stange an .

Gibt es irgendwelche intrinsischen Probleme mit dieser Art von Setup?

• die vom Laser selbst erzeugten Sprenkel (auch in einem Kommentar von Chris H hervorgehoben), die so aussehen und ein körniges Aussehen Ihres Objekts erzeugen:

Speckle kann durch die Verwendung eines "Despecklers" (ein Gerät, das vor dem Laserstrahl vibriert und die Speckle mildert) reduziert werden.

• Steuern und Auslösen des Lasers, um den gewünschten kurzen Lichtblitz zu erzeugen; Eine Laserdiode ähnelt in gewisser Weise einer LED, ist jedoch weitaus empfindlicher gegenüber ESD und kann nicht einmal für kurze Zeit übersteuert werden (was viele LEDs können, obwohl dies ihre Lebensdauer verkürzen würde). Ihre Objekte fliegen mit 300 m / s, was nahe an der Schallgeschwindigkeit liegt. Dies kann je nach Vergrößerungsverhältnis Ihres Bildgebungssystems sehr schnell sein, daher nehme ich an, dass Ihre Blitzdauer 100 ns beträgt. Auf die dafür erforderliche Elektronik einzugehen, kann den Rahmen von photo SE sprengen.
• Erzeugen Sie einen ausgedehnten Lichtstrahl, der mindestens so groß ist wie Ihr Objekt. Dazu benötigen Sie einen Strahlaufweiter, dieses Dokument von Newport zeigt Ihnen, wie Sie einen bauen, Sie können auch einen von Edmund Optics oder Thorlabs kaufen .

Deine Frage ist leider nicht sehr präzise. Nehmen wir an, Sie haben ein zeitliches und räumliches Ereignis, von dem Sie ein Foto machen möchten. Die Probleme sind:

1. am genau richtigen Punkt im Raum zu sein
2. das Foto genau im richtigen Moment gemacht

OK, schauen wir uns Nummer eins an. Sagen Sie, dass dies eine Selbstverständlichkeit ist, da die Kamera(s) repariert werden müssen. Es ist eine ernsthafte Komplikation, dass dies im Vakuum sein muss. Technisch gesehen erfordert das Vakuumieren einer kommerziellen Kamera einen großvolumigen Tank. Abhängig von der Stärke des Vakuums kann es vorkommen, dass Sie mit einigen abgedichteten Teilen der Kamera in Verlegenheit geraten, die bei der Vorstellung von zu viel Differenzdruck destruktive Anstoß nehmen könnten. Dazu gehört ein mögliches Objektiv, das ich für scharfe Aufnahmen empfehlen würde. Nummer zwei wird dann zum wahren Killer. Die Position ist fest, also muss alles im Zeitbereich passieren. Nehmen wir an, die Belichtungssynchronisation auf der Kameraseite ist gelöst (z. B. Verschluss öffnen, Schließen nach der Belichtung). Dann wird das Timing des Blitzes alles. Lassen' Angenommen, Sie haben ein 1 cm großes Fenster im Raum, in dem Sie ein einigermaßen gut gerahmtes Bild aufnehmen können. Bei einem Objekt, das sich mit 300 m/s bewegt, ergibt dies ungefähr ein Auslösefenster von 1/30000 s oder etwa 30 Mikrosekunden. In Sachen Elektronik ist das nicht wirklich schnell. Aber Ihr Blitz leuchtet nur für 100 ns, was etwas komplizierter ist. Bei normalen Lasern ist dies in Bezug auf das Ein- und Ausschalten nicht möglich. Sie brauchen also eine Art Strahlverschluss für den Laser – aber 100 ns scheinen immer noch ziemlich schnell zu sein, selbst wenn Sie nur einen sehr schmalen Laserstrahl an der Verschlussposition haben. Bei normalen Lasern ist dies in Bezug auf das Ein- und Ausschalten nicht möglich. Sie brauchen also eine Art Strahlverschluss für den Laser – aber 100 ns scheinen immer noch ziemlich schnell zu sein, selbst wenn Sie nur einen sehr schmalen Laserstrahl an der Verschlussposition haben. Bei normalen Lasern ist dies in Bezug auf das Ein- und Ausschalten nicht möglich. Sie brauchen also eine Art Strahlverschluss für den Laser – aber 100 ns scheinen immer noch ziemlich schnell zu sein, selbst wenn Sie nur einen sehr schmalen Laserstrahl an der Verschlussposition haben.

Grundsätzlich sollte dies möglich sein. Aber ich vermute, dass es zwei Schwierigkeiten gibt. Zuerst müssten Sie die mechanischen Probleme lösen, die alles im Vakuum passieren. Vielleicht einfach ein Fenster machen, um von außen zu schauen? Das schwierigere Problem ist die genaue Synchronisierung, da Sie mindestens drei Systeme synchronisieren müssen: Ihr Objekt, das sich an der gewünschten Stelle befindet, das Laserblitzsystem und alles, was dazwischen liegt.

Natürlich geht das auch so: http://flash.desy.de/

Eine Lochkamera liefert mit einem Laser vor allem viele Interferenzringe. Versuchen Sie, einen Laserpointer darauf zu richten.

Möglicherweise müssen Sie es also irgendwie "dekohärenten" oder dies in Ihrem Setup berücksichtigen.