This work is concerned with optical imaging – from simple apertures to complex imaging systems. It spans the range all the way from optical physics to technical optics. For microscopists and photographers it conveys a deeper insight into the intricacies of their daily used devices. Physics and engineering students learn to understand different imaging systems and sensors as well as lenses and errors, image amplification and processing. This introduction into the topic is suitable for beginners and experienced people. It is illustrated by many practical examples and may also be used as a work of reference. The book is useful for everyone employing and assessing imaging systems in general. A special focus is given to photo camera systems
Frontmatter -- Preface -- Contents -- List of symbols -- 1. Introduction to optical imaging and photography -- 2. Basic concepts of photography and still cameras -- 3. Imaging optics -- 4. Sensors and detectors -- 5. Fourier optics -- 6. Camera lenses -- 7. Characterization of imaging systems -- 8. Outlook -- A Appendix -- References -- Index
Um das volle Potential von hochrepetitiven FELs zu nutzen, sind neue Hochleistungs-Femtosekundenlaser für FEL Seeding und Pump-Probe-Experimente notwendig. Innerhalb des Seeding-Projektes am FLASH II wurde auf Basis optisch parametrischer Verstärkung zeitlich gestreckter Pulse (OPCPA) ein Lasersystem entwickelt, dessen demonstrierte Laserparameter FLASH II Seeding ermöglichen kann. Das zeitliche FEL Pulsprofil ist von besonderer Bedeutung. Auf Basis eines verbesserten Festkörperkreuzkorrelators wurden die zeitlichen Eigenschaften der geseedeten FERMI FEL Pulse bei unterschiedlichen FEL Parametern charakterisiert. Die einzigartigen Pulseigenschaften von FERMI, insbesondere die niedrigen Fluktuationen in der Ankunftszeit und hohe Pulsenergiestabilität, in Verbindung mit ultrakurzen optischen Probepulsen, ermöglichte die zeitaufgelöste Beobachtung eines FEL Puls induzierten nichtthermischen ultraschnellen (unter 200 fs) strukturellen Phasenübergangs von Diamant zu Graphit (fest zu fest).
Optical parametric chirped-pulse amplifiers (OPCPA) have been proven to be a versatile technology for free-electron laser (FEL) facilities. To exploit the full scientific potential of high repetition rate FELs, new wavelength-tunable high-power femtosecond lasers for FEL seeding and FEL pump-probe experiments are required. Within the seeding project at the FLASH II FEL, an OPCPA was successfully developed supporting seeding at FLASH II. The temporal intensity profile of a FEL is of utmost importance. An optical-XUV solid-state cross-correlator was refined to characterize the temporal properties of the seeded FERMI FEL for a range of FEL wavelengths and machine settings. FERMI’s unique properties, in particular the low time-of-arrival jitter and excellent pulse energy stability, in combination with the ultrashort optical probe pulses, enabled time-resolved observation of FEL induced non-thermal ultrafast sub-200 fs solid-to-solid phase transition of diamond to graphite.
Diese Arbeit berichtet über Fortschritte in der Physik von Stoßwellen im Mikrobereich. Mikroschockwellen sind seit Beginn des 21. Jahrhunderts ein neues Gebiet in der Physik der Strömung. Aufgrund technischer Einschränkungen sind jedoch in diesem Studienbereich noch sehr wenige Arbeiten vorhanden. Daher konzentriert sich diese Arbeit auf die Entwicklung neuer Methoden zur Erzeugung von Mikroschockwellen und untersucht deren Ausbreitungseigenschaften. In dieser Arbeit wird hauptsächlich ein Laser-Differential-Interferometer verwendet, um berührungslose Messungen der Trajektorie, Geschwindigkeit und Dichte des Mikrostoßes durchzuführen. Die Ergebnisse zeigen, dass Stoßwellen im Mikrobereich im Gegensatz zu makroskopischen Stoßwellen unterschiedliche Ausbreitungs- und Dämpfungsmechanismen haben. Im Gegensatz zu anderen Berichten, bei denen Druckmessgeräte verwendet werden, löst das aktuelle Setup für Dichtemessungen das gesamte Mikrostoßströmungssystem zum ersten Mal auf. <dt.>
This thesis reports on advances in the physics of shock waves at micro scale. Micro shock waves have been a new field in the physics of fluids since the beginning of the 21st century. However, there is still very limited amount of works in this field of study due to technical limitations. Therefore, this thesis focuses on developing novel methods to generate micro shock waves, and then investigates their flow properties. In this work, a laser differential interferometer is mainly applied to perform non-contact measurements of the micro shock flow's trajectory, velocity and density. The results show that in contrast to macroscopic shock waves, shock waves at micro scale have different propagation and attenuation mechanism. Different from other reports using pressure transducers, the current setup for density measurements resolve the whole micro shock flow system for the first time. <engl.>