Streak-Kamera

Ulrike Wohlzogen April 6, 2016 S 4 0
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Streakkamera ist ein Instrument zum Messen der Variation in einem Impuls von Lichtintensität mit der Zeit. Sie werden verwendet, um die Impulsdauer von einigen ultraschnellen Lasersysteme und für Anwendungen wie die zeitaufgelöste Spektroskopie und LIDAR messen.

Betrieb

Streakkamera arbeitet durch Umwandeln der zeitliche Verlauf eines Lichtimpulses in ein räumliches Profil auf einem Detektor, indem ein zeitlich veränderliche Ablenkung des Lichtes über der Breite des Detektors. Insbesondere wird ein Lichtimpuls in das Gerät eindringt, durch einen schmalen Schlitz entlang einer Richtung. Dann wird in die senkrechte Richtung umgelenkt, so daß Photonen, die zuerst ankommen auftreffen an einer unterschiedlichen Position gegenüber Photonen, später ankommen.

Das resultierende Bild bildet eine "streak" von Licht, von dem die Dauer und andere zeitliche Eigenschaften des Lichtimpulses geschlossen werden kann. Normalerweise, um periodische Phänomene aufzuzeichnen, muss eine Streifenkamera, entsprechend ausgelöst werden, ähnlich wie bei einem Oszilloskop.

Mechanische Typen

Mechanischen Streifenkameras verwenden einen Drehspiegel oder beweglichen Schlitzsystem, den Lichtstrahl abzulenken. Sie sind in ihrer maximalen Scan-Geschwindigkeit und damit zeitlichen Auflösung begrenzt.

Optoelektronische Typ

Optoelektronische Streakkameras Arbeit, indem das Licht auf eine Photokathode, die, wenn sie von Photonen getroffen produziert Elektronen über den photoelektrischen Effekt. Die Elektronen werden in einer Kathodenstrahlröhre beschleunigt und durch ein von einem Paar von Platten, die die Elektronen seitlich ablenkt erzeugten elektrischen Feldes. Durch Modulieren des elektrischen Potentials zwischen den Platten, wird das elektrische Feld rasch verändert, um einen zeitlich variierenden Ablenkung der Elektronen zu geben, fegen die Elektronen über einen Leuchtschirm an dem Ende des Rohres. Ein linearer Detektor, beispielsweise ein ladungsgekoppeltes Bauelement-Array wird verwendet, um das Streifenmuster auf dem Bildschirm, und somit den zeitlichen Verlauf des Lichtimpulses zu messen.

Die Zeitauflösung der besten optoelektronischen Streakkameras ist etwa 100 Femtosekunden. Messung der Impulse kürzer als diese Zeitdauer die Anwendung anderer Techniken wie optische Autokorrelationsund Frequency-Resolved Optical Gating.

Im Dezember 2011 hat ein Team am MIT veröffentlicht Bilder kombiniert die Verwendung eines Strichkamera mit wiederholten Laserpulse, um einen Film mit einer Bildrate von einer Billion Bilder pro Sekunde zu simulieren.

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