牛 凱

（作者單位：西安培華學(xué)院）

磁驅(qū)動飛片下超高速激光陰影掃描攝影技術(shù)研究

牛 凱

（作者單位：西安培華學(xué)院）

社會在高速發(fā)展，科技在不斷進(jìn)步，攝影技術(shù)在高科技的推動下發(fā)生著日新月異的變化，讓人不得不感嘆技術(shù)的力量和科技的神奇。磁驅(qū)動飛片下超高速激光陰影掃描攝影技術(shù)正是高科技的又一集中體現(xiàn)。

磁驅(qū)動飛片；超高速激光陰影掃描；攝影技術(shù)

磁驅(qū)動飛片是一項近年來發(fā)展起來的新型技術(shù)，將該技術(shù)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(shù)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(shù)有更清晰的認(rèn)識，本文簡要介紹了這一技術(shù)。

1 磁驅(qū)動飛片和超高速激光陰影掃描攝影的基本概念

磁驅(qū)動飛片的本質(zhì)運行原因是這樣的：電脈沖的功率這一物理設(shè)備由于發(fā)生短路現(xiàn)象而放電，這樣一來就會產(chǎn)生巨大的電流，它通過兩個比較接近的不交叉的導(dǎo)電平面組成的回路，電流產(chǎn)生的磁場以及電流自帶的兩兩作用就發(fā)生磁壓力，這樣一來就會產(chǎn)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(qū)動飛片的物理過程來設(shè)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(zhuǎn)鏡式掃描相機(jī)結(jié)合起來，憑借串聯(lián)式光電開關(guān)，使相機(jī)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(fā)強(qiáng)光的現(xiàn)象，從而可以得到磁驅(qū)動飛片［1］運動過程中清晰高像素的圖像。

2 磁驅(qū)動飛片下超高速激光陰影掃描攝影技術(shù)相關(guān)研究

目前，超高速轉(zhuǎn)鏡式掃描相機(jī)正被廣泛應(yīng)用到攝影技術(shù)中來，它是物理學(xué)光學(xué)機(jī)械中一種速度快如閃電的攝影裝置，憑借物理學(xué)中相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)的類似工作原因，狹縫切割相機(jī)會把第一物鏡生成的物體圖形通過身后位置的光學(xué)系統(tǒng)和飛快速度的轉(zhuǎn)鏡進(jìn)行適當(dāng)處理，這樣一來，就能在相機(jī)的相面上得到被拍攝到的物體任意時間發(fā)生變化的圖像。需要注意的是，當(dāng)重新提高鋼轉(zhuǎn)鏡的轉(zhuǎn)速時，相機(jī)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(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jìn)行磁驅(qū)動的理論規(guī)劃過程中，飛片的運行距離一般在10mm左右，但是，轉(zhuǎn)鏡式掃描相機(jī)普遍的最短攝影路程大概有3m，這樣一來就可以得知相機(jī)光學(xué)全部的放大倍數(shù)是0.2倍，也就是說，相機(jī)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(zhǔn)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(jié)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(xué)系統(tǒng)和高速相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)一定要進(jìn)行最行之有效的融合，每一個光學(xué)系統(tǒng)的像素差距務(wù)必要進(jìn)行良性平衡。同時還需要注意的是，在對顯微鏡系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計時，為了與試驗布局空間達(dá)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(hù)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(tài)測試［2］串聯(lián)式電光開關(guān)是以不間斷激光為光源，利用兩個外腔調(diào)制型電光開關(guān)，把這樣一個不間斷激光設(shè)置成為單脈沖光源，這樣一來，兩個外腔調(diào)制型電光開關(guān)運用串聯(lián)式原理進(jìn)行工作，兩個電光開關(guān)間存在的檢偏方向處于相互垂直的狀態(tài)，由第一級電光開關(guān)實現(xiàn)激光脈沖的瞬間開啟，由第二級電光開關(guān)實現(xiàn)激光脈沖的瞬間關(guān)閉，利用同一步調(diào)的控制系統(tǒng)來操縱控制兩個電光開關(guān)的運行時間，如此一來，就能實現(xiàn)光脈沖寬度的最大調(diào)節(jié)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(xiàn)相機(jī)以及電光開關(guān)的同一步調(diào)，通過調(diào)節(jié)和整合相機(jī)轉(zhuǎn)鏡設(shè)備上傳感器的方向和位置，使電光開關(guān)在合理條件下事先開啟，開啟以及關(guān)閉的信號時間間隔一般設(shè)計成100微秒，在試驗之前可以用高壓火花來取代相機(jī)和飛片的同步，憑借肉眼察看相機(jī)的像面上是否有活化掃面圖像。

在系統(tǒng)調(diào)整轉(zhuǎn)換的過程中，因為激光的準(zhǔn)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(qū)別開來，這就需要用到一般性質(zhì)的光源照明來對圖像進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，這樣一來，就可以在相機(jī)的像面上得到清晰且分辨率高的圖像。

3 結(jié)語

超高速激光陰影掃描攝影技術(shù)在磁驅(qū)動飛片下的使用范圍越來越廣泛，也逐漸得到了人們的關(guān)注和重視，雖然該技術(shù)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(shù)會在以后的發(fā)展歷程中被不斷運用，在研究中也會因此而不斷進(jìn)步和改善，這樣一來，磁驅(qū)動飛片下超高速激光陰影掃描攝影技術(shù)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(qū)動金屬飛片速度理論近似解析[J].高壓物理學(xué)報,2013(2).

[2]譚顯祥.高速光學(xué)攝影測試技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社,2013.