磁驅動飛片下超高速激光陰影掃描攝影技術研究

牛 凱

（作者單位：西安培華學院）

磁驅動飛片下超高速激光陰影掃描攝影技術研究

牛 凱

（作者單位：西安培華學院）

社會在高速發展，科技在不斷進步，攝影技術在高科技的推動下發生著日新月異的變化，讓人不得不感嘆技術的力量和科技的神奇。磁驅動飛片下超高速激光陰影掃描攝影技術正是高科技的又一集中體現。

磁驅動飛片；超高速激光陰影掃描；攝影技術

磁驅動飛片是一項近年來發展起來的新型技術，將該技術運用到超高速激光陰影掃描攝影中，極大地提升了攝影技術的科技含量，廣受人們的歡迎?；诖?，為了讓人們對超高速激光陰影掃描攝影技術有更清晰的認識，本文簡要介紹了這一技術。

1 磁驅動飛片和超高速激光陰影掃描攝影的基本概念

磁驅動飛片的本質運行原因是這樣的：電脈沖的功率這一物理設備由于發生短路現象而放電，這樣一來就會產生巨大的電流，它通過兩個比較接近的不交叉的導電平面組成的回路，電流產生的磁場以及電流自帶的兩兩作用就發生磁壓力，這樣一來就會產生排斥作用，這時就會給予電極板材料壓力脈沖。

超高速激光陰影掃描攝影就是針對磁驅動飛片的物理過程來設計的顯微裝置和激光陰影照明裝置，與此同時，還把超高速轉鏡式掃描相機結合起來，憑借串聯式光電開關，使相機相面不受多次曝光原理的影響，解決飛片被碰撞過程中極大影響自發強光的現象，從而可以得到磁驅動飛片［1］運動過程中清晰高像素的圖像。

2 磁驅動飛片下超高速激光陰影掃描攝影技術相關研究

目前，超高速轉鏡式掃描相機正被廣泛應用到攝影技術中來，它是物理學光學機械中一種速度快如閃電的攝影裝置，憑借物理學中相機光學系統的類似工作原因，狹縫切割相機會把第一物鏡生成的物體圖形通過身后位置的光學系統和飛快速度的轉鏡進行適當處理，這樣一來，就能在相機的相面上得到被拍攝到的物體任意時間發生變化的圖像。需要注意的是，當重新提高鋼轉鏡的轉速時，相機的時間分辨率不僅不會提高，還會因此而降低，測量的誤差反倒更大，假如一定要用更加高轉速的轉鏡，那就一定要使用變形非常小的鉑類材料或者類似鉑類材料的轉鏡。

飛片的大小一般長8mm，寬6mm，厚度一般有兩種，即一種為0.7mm，另一種為0.9mm，通常在進行磁驅動的理論規劃過程中，飛片的運行距離一般在10mm左右，但是，轉鏡式掃描相機普遍的最短攝影路程大概有3m，這樣一來就可以得知相機光學全部的放大倍數是0.2倍，也就是說，相機最后相面下的飛片尺寸是長為1.6mm，厚度0.14mm，運動的路程是2mm。由此可見，準確無誤分析如此微小的物象是不符合正常道理的，為了可以清晰明了地辨別出被攝物體的每一個節點，還要控制并減少測量誤差，所以，在一定程度上放大飛片是非常有必要的。這也就說明，顯微光學系統和高速相機的光學系統一定要進行最行之有效的融合，每一個光學系統的像素差距務必要進行良性平衡。同時還需要注意的是，在對顯微鏡系統進行設計時，為了與試驗布局空間達到和諧，顯微物鏡需要有非常大的物方截距，這對于鏡頭的保護是非常有利的。

因為照明光源是采用無間斷的激光來運行，與此同時，激光器在動態測試［2］串聯式電光開關是以不間斷激光為光源，利用兩個外腔調制型電光開關，把這樣一個不間斷激光設置成為單脈沖光源，這樣一來，兩個外腔調制型電光開關運用串聯式原理進行工作，兩個電光開關間存在的檢偏方向處于相互垂直的狀態，由第一級電光開關實現激光脈沖的瞬間開啟，由第二級電光開關實現激光脈沖的瞬間關閉，利用同一步調的控制系統來操縱控制兩個電光開關的運行時間，如此一來，就能實現光脈沖寬度的最大調節范圍。

在拍攝飛片的工作過程中，最主要的是要把控合理的拍攝時間，這就要求實現相機以及電光開關的同一步調，通過調節和整合相機轉鏡設備上傳感器的方向和位置，使電光開關在合理條件下事先開啟，開啟以及關閉的信號時間間隔一般設計成100微秒，在試驗之前可以用高壓火花來取代相機和飛片的同步，憑借肉眼察看相機的像面上是否有活化掃面圖像。

在系統調整轉換的過程中，因為激光的準確性和直線性都極其良好，所以被攝物形成圖像的時候，它的清晰程度和分辨率并不能很好地區別開來，這就需要用到一般性質的光源照明來對圖像進行適當調整，這樣一來，就可以在相機的像面上得到清晰且分辨率高的圖像。

3 結語

超高速激光陰影掃描攝影技術在磁驅動飛片下的使用范圍越來越廣泛，也逐漸得到了人們的關注和重視，雖然該技術還不能肯定說是最好的，更不能說是完美無缺的，但是，該技術會在以后的發展歷程中被不斷運用，在研究中也會因此而不斷進步和改善，這樣一來，磁驅動飛片下超高速激光陰影掃描攝影技術會更加成熟，前景會更加廣闊，未來會更加美好。

[1]王桂吉,孫承維,蔣吉昊,等.磁驅動金屬飛片速度理論近似解析[J].高壓物理學報,2013(2).

[2]譚顯祥.高速光學攝影測試技術[M].北京:科學出版社,2013.