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超高速相機(jī)使用的快門技術(shù)
點(diǎn)擊次數(shù)：2172 更新時(shí)間：2023-06-10
超高速相機(jī)是一種能夠捕捉高速運(yùn)動(dòng)物體的特殊攝影設(shè)備，可以提供高達(dá)數(shù)百萬(wàn)幀每秒的幀率。它們通常用于研究高速過(guò)程，如、碰撞、液滴噴射和生物運(yùn)動(dòng)等。
工作原理基于快門控制和光學(xué)成像原理。它們使用非常短的曝光時(shí)間來(lái)“凍結(jié)”高速運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)。這些相機(jī)的曝光時(shí)間通常在納秒或皮秒級(jí)別，遠(yuǎn)低于普通相機(jī)的毫秒曝光時(shí)間。因此，它們可以在瞬間捕捉到高速運(yùn)動(dòng)的每個(gè)細(xì)節(jié)。
為了實(shí)現(xiàn)這樣高速的曝光時(shí)間，該機(jī)采用了不同于傳統(tǒng)相機(jī)的快門技術(shù)。傳統(tǒng)相機(jī)的快門是由橡膠或金屬片組成的，開(kāi)關(guān)速度受到物理限制，無(wú)法達(dá)到超高速的要求。而超高速相機(jī)使用的快門技術(shù)包括：
電子快門：利用電荷耦合器件(CCD)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)技術(shù)實(shí)現(xiàn)極短的曝光時(shí)間。這種快門技術(shù)不需要機(jī)械部件，因此速度更快。
光學(xué)快門：利用激光脈沖產(chǎn)生瞬時(shí)的閃光，來(lái)控制高速物體曝光時(shí)間。這種快門技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)非常快的曝光時(shí)間，但需要使用額外的激光設(shè)備。
機(jī)械快門：利用電磁或氣壓系統(tǒng)控制快門開(kāi)關(guān)，以達(dá)到超高速曝光的要求。這種快門技術(shù)比較成熟，但由于機(jī)械部件的限制，速度仍然受到一定程度的限制。
在捕捉高速運(yùn)動(dòng)物體之前，該機(jī)還需要進(jìn)行光學(xué)成像，以將物體的圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。它們通常使用透鏡或凸面鏡來(lái)對(duì)光線進(jìn)行聚焦，然后通過(guò)CCD或CMOS感光元件將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。此外，為了捕捉高質(zhì)量的圖像，還需要具備高精度的定時(shí)和觸發(fā)功能，以確保在正確的時(shí)間進(jìn)行拍攝和數(shù)據(jù)采集。
超高速相機(jī)的工作原理基于快門控制和光學(xué)成像原理，其快門技術(shù)通常采用電子快門、光學(xué)快門和機(jī)械快門。這些相機(jī)能夠以高幀率捕捉高速運(yùn)動(dòng)物體的每個(gè)細(xì)節(jié)，為研究高速過(guò)程提供了重要的工具和數(shù)據(jù)支持。
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