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Polarisator (4), auf direktem Weg, wobei Strahl A mit dem des zweiten Lasers kom- biniert wird. Durch die Halbwellenplatte (1) erhält der Laserstrahl B mit der fundamentalen Wel- lenlänge von 1064 nm eine vertikale Polarisation, so dass der dielektrische Polarisa- tor (4) den Strahl B dem horizontal polarisierten Strahl A überlagert. Die Spiegel (2) und (3) optimieren hierbei die Strahllage. Die Viertelwellenplatte (5) polarisiert beide Strahlen zirkular; da sie nun die gleiche Polarisation aufweisen, werden sie gleichartig durch den Verdopp- lungskristall (6) in die zweite Harmonische konvergiert. Ein Paar dichroitischer Spie- gel (7) und (8) entfernt nun unkonvergierte Strahlung und steuert den vertikal polarisierten Ausgangsstrahl. Abb. 2.3 Darstellung des Strahlenganges in einem Festkörperlaser [7] 14
2.4 Recording An die Illumination anschließend erfolgt die Aufnahme des reflektierten Lichtes. Die Aufnahmen der kurz hintereinander belichteten Bilder stellt die Grundlage für die spä- tere Auswertung dar. Im Anfangsstadium von PIV stellten Schwarz/Weiß Negativfilm Aufnahmen im Mittel- oder Kleinbildformat die gängige Methode der Partikelaufnah- me dar. Als nächste Aufnahmemethode verwendete man Videokamera und Videore- corder. Dieses setzte sich jedoch nicht durch. Heutiger Stand der Technik sind Kameras mit CCD- Chip (Charge Coupled Device) als lichtempfindlichem Element. Diese CCD- Kameras geben ihre Daten an eine Framegrabber- Karte im Computer weiter. Die Daten liegen bereits in digitaler Form vor und können direkt weiter verar- beitet werden. Ein CCD- Chip enthält im Normalfall 1000x1000 Bildpunkte. Höhere Auflösungen sind möglich. Der CCD- Chip wandelt unter Ausnutzung des photoelektrischen Effekts Photonen in elektrische Ladung um. Eine kleine positive elektrische Spannung wird an ein Metallelektrodengitter angelegt. Dadurch wird in dem darunter befindlichen Halbleitermaterial ein elektrisches Feld erzeugt. Es entsteht ein lokales Minimum der elektrischen Feldstärke im Zentrum des Pixels. Wenn ein Photon in die Trennzone zwischen p- und n-Lage eintritt, erzeugt es durch den photoelektrischen Effekt ein Elektron- Loch- Paar. Während der Belichtungsdauer sammelt sich im Pi- xel Ladung an, die am Ende des Belichtungsvorgangs ausgelesen wird. Es sei angemerkt, dass auch heute noch für Spezialanwendungen Schwarz/ Weiß- Filme zur Anwendung kommen. Nämlich dann, wenn eine hohe räumliche Auflösung oder hohe Lichtempfindlichkeit gefordert wird. Nachteile dieser Methoden sind jedoch die langen Entwicklungszeiten und die aufwändige Digitalisierung der Daten. Weiter- hin ist es nicht möglich eine Strömungsrichtung festzustellen, da beide Aufnahmen auf einem Bild vorliegen. Abb. 2.4: CCD- Kamera mit Framegrabber- Karte [6] 15
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