磁驱动飞片下超高速激光阴影扫描摄影技术研究

牛 凯

（作者单位：西安培华学院）

磁驱动飞片下超高速激光阴影扫描摄影技术研究

牛 凯

（作者单位：西安培华学院）

社会在高速发展，科技在不断进步，摄影技术在高科技的推动下发生着日新月异的变化，让人不得不感叹技术的力量和科技的神奇。磁驱动飞片下超高速激光阴影扫描摄影技术正是高科技的又一集中体现。

磁驱动飞片；超高速激光阴影扫描；摄影技术

磁驱动飞片是一项近年来发展起来的新型技术，将该技术运用到超高速激光阴影扫描摄影中，极大地提升了摄影技术的科技含量，广受人们的欢迎。基于此，为了让人们对超高速激光阴影扫描摄影技术有更清晰的认识，本文简要介绍了这一技术。

1 磁驱动飞片和超高速激光阴影扫描摄影的基本概念

磁驱动飞片的本质运行原因是这样的：电脉冲的功率这一物理设备由于发生短路现象而放电，这样一来就会产生巨大的电流，它通过两个比较接近的不交叉的导电平面组成的回路，电流产生的磁场以及电流自带的两两作用就发生磁压力，这样一来就会产生排斥作用，这时就会给予电极板材料压力脉冲。

超高速激光阴影扫描摄影就是针对磁驱动飞片的物理过程来设计的显微装置和激光阴影照明装置，与此同时，还把超高速转镜式扫描相机结合起来，凭借串联式光电开关，使相机相面不受多次曝光原理的影响，解决飞片被碰撞过程中极大影响自发强光的现象，从而可以得到磁驱动飞片［1］运动过程中清晰高像素的图像。

2 磁驱动飞片下超高速激光阴影扫描摄影技术相关研究

目前，超高速转镜式扫描相机正被广泛应用到摄影技术中来，它是物理学光学机械中一种速度快如闪电的摄影装置，凭借物理学中相机光学系统的类似工作原因，狭缝切割相机会把第一物镜生成的物体图形通过身后位置的光学系统和飞快速度的转镜进行适当处理，这样一来，就能在相机的相面上得到被拍摄到的物体任意时间发生变化的图像。需要注意的是，当重新提高钢转镜的转速时，相机的时间分辨率不仅不会提高，还会因此而降低，测量的误差反倒更大，假如一定要用更加高转速的转镜，那就一定要使用变形非常小的铂类材料或者类似铂类材料的转镜。

飞片的大小一般长8mm，宽6mm，厚度一般有两种，即一种为0.7mm，另一种为0.9mm，通常在进行磁驱动的理论规划过程中，飞片的运行距离一般在10mm左右，但是，转镜式扫描相机普遍的最短摄影路程大概有3m，这样一来就可以得知相机光学全部的放大倍数是0.2倍，也就是说，相机最后相面下的飞片尺寸是长为1.6mm，厚度0.14mm，运动的路程是2mm。由此可见，准确无误分析如此微小的物象是不符合正常道理的，为了可以清晰明了地辨别出被摄物体的每一个节点，还要控制并减少测量误差，所以，在一定程度上放大飞片是非常有必要的。这也就说明，显微光学系统和高速相机的光学系统一定要进行最行之有效的融合，每一个光学系统的像素差距务必要进行良性平衡。同时还需要注意的是，在对显微镜系统进行设计时，为了与试验布局空间达到和谐，显微物镜需要有非常大的物方截距，这对于镜头的保护是非常有利的。

因为照明光源是采用无间断的激光来运行，与此同时，激光器在动态测试［2］串联式电光开关是以不间断激光为光源，利用两个外腔调制型电光开关，把这样一个不间断激光设置成为单脉冲光源，这样一来，两个外腔调制型电光开关运用串联式原理进行工作，两个电光开关间存在的检偏方向处于相互垂直的状态，由第一级电光开关实现激光脉冲的瞬间开启，由第二级电光开关实现激光脉冲的瞬间关闭，利用同一步调的控制系统来操纵控制两个电光开关的运行时间，如此一来，就能实现光脉冲宽度的最大调节范围。

在拍摄飞片的工作过程中，最主要的是要把控合理的拍摄时间，这就要求实现相机以及电光开关的同一步调，通过调节和整合相机转镜设备上传感器的方向和位置，使电光开关在合理条件下事先开启，开启以及关闭的信号时间间隔一般设计成100微秒，在试验之前可以用高压火花来取代相机和飞片的同步，凭借肉眼察看相机的像面上是否有活化扫面图像。

在系统调整转换的过程中，因为激光的准确性和直线性都极其良好，所以被摄物形成图像的时候，它的清晰程度和分辨率并不能很好地区别开来，这就需要用到一般性质的光源照明来对图像进行适当调整，这样一来，就可以在相机的像面上得到清晰且分辨率高的图像。

3 结语

超高速激光阴影扫描摄影技术在磁驱动飞片下的使用范围越来越广泛，也逐渐得到了人们的关注和重视，虽然该技术还不能肯定说是最好的，更不能说是完美无缺的，但是，该技术会在以后的发展历程中被不断运用，在研究中也会因此而不断进步和改善，这样一来，磁驱动飞片下超高速激光阴影扫描摄影技术会更加成熟，前景会更加广阔，未来会更加美好。

[1]王桂吉,孙承维,蒋吉昊,等.磁驱动金属飞片速度理论近似解析[J].高压物理学报,2013(2).

[2]谭显祥.高速光学摄影测试技术[M].北京:科学出版社,2013.