DE4223457C1

DE4223457C1 - Flash light source with ultra short flash period for high-speed colour photography - has number of hybrid arc path stages consisting of creep spare paths in series with arcing paths

Info

Publication number: DE4223457C1
Application number: DE19924223457
Authority: DE
Inventors: Peter Dr Ing Krehl
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1992-07-16
Filing date: 1992-07-16
Publication date: 1993-11-25
Anticipated expiration: 2012-07-17

Abstract

The flash generator has a number of charge resistors (5), capacitors (4) and arc paths (2). For uniform charging of the capacitors, the stages are connected between a pair of voltage supply lines. Each arc path is in series with a creep spark path (3) that has a parallel resistor (9) for stabilisation purposes. The combination of the arc path and the creep spark paths forms a hybrid arc path (1). A number of hybrid arc path units are arranged as radial elements to form a multi-stage flash light unit. USE/ADVANTAGE - Increased lighting intensity. Reduced flash period. Used for high speed colour photography.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Funken-Lichtquelle mit ultrakurzer Blitzdauer, diffuser Lichtemission und hoher Intensität gemäß dem Oberbegriff des Patentan spruchs 1.The invention relates to a spark light source with ultra short flash duration, diffuse light emission and high intensity according to the preamble of the patent saying 1.

Funken-Lichtquellen mit diffuser Lichtemission, sehr hoher Lichtintensität und Blitzdauern im Submikrosekun denbereich sind in der Hochgeschwindigkeitsphotographie für Auflicht-Farbphotographie von nicht-selbstleuchten den und optisch nicht-transparenten Objekten unentbehr lich. Spark light sources with diffuse light emission, very much high light intensity and flash duration in submicrosecun the area are in high speed photography for reflected light color photography of non-self-illuminating lamps essential and optically non-transparent objects Lich.

Aus der Fig. 1 der US-PS 3 725 733 ist eine Blitzlampen-Einrichtung mit ultrakurzer Blitzdauer unter Nutzung von vielen durch Stoßkonden satoren erzeugten flächenhaft verteilten Blitzlampen bekannt. Die Blitz lampen sind dabei mit einer Schaltfunkenstrecke in Serie geschaltet.From Fig. 1 of US-PS 3 725 733, a flash lamp device with ultra-short flash duration using many generators generated by surge capacitors distributed flash lamps is known. The flash lamps are connected in series with a switching spark gap.

Aus der DE 36 42 480 A1 ist die Ausbildung einer Funkenstrecke als Hybrid-Funkenstrecke bekannt, die aus einer in Serie geschalteten Schaltfunkenstrecke und einer Gleitfunkenbahn zur Erzielung ultrakur zer Hochspannungs-Rechteckimpulse besteht.DE 36 42 480 A1 describes the formation of a spark gap as Hybrid spark gap known from a series connected Switching spark gap and a sliding spark path to achieve ultra-cure zer high-voltage rectangular pulses.

Mit gasgefüllten Entladungslampen lassen sich bekanntlich auch im unteren Mikrosekundenbereich sehr intensive Lichtblitze erzielen (R.E. Edgerton, "Electronic Flash Strobe.", McGraw-Hill, New York, 1970, S. 128-139; P.B. Bruce et al., Proc. 11th Int. Congr. High-Speed Photography, London, 1974, p. 364-370; Flashlamp Application Manual, EG Electro- Optics, USA).As is well known, gas-filled discharge lamps can also be used in the achieve very intense flashes of light in the lower microsecond range (R.E. Edgerton, "Electronic Flash Strobe.", McGraw-Hill, New York, 1970, pp. 128-139; P.B. Bruce et al., Proc. 11th Int. Congr. High-speed photography, London, 1974, p. 364-370; Flashlamp Application Manual, EG Electro- Optics, USA).

Will man aber Blitze unterhalb einer Mikrosekunde erzeugen, so wird der Fuß des Licht-Zeit-Profils im Vergleich zur Halbwertsbreite des Lichtblitzes immer unsymmetrischer und breiter. Dieses Nachleuchten des Füllgases im roten Spektralbereich bewirkt eine erhebliche Zunahme der effektiven Blitzdauer. Zur Erreichung einer hohen Lichtintensität bei gleichzeitig kurzer Blitzdauer unterhalb einer Mikrosekunde sind daher bereits stromstarke Gleitentladungen vorgeschlagen worden (K. Vollrath, "Kurzzeitphysik", Springer-Verlag, Wien, New York, 1967, p. 108-110; R.E. Edgerton et al., Proc. 5th Int. Congr. High-Speed Photography, Washington DC, 1960, p. 29-32).But if you want to generate flashes below a microsecond, then the foot of the light-time profile compared to the full width at half maximum Flash of light more and more asymmetrical and wider. This afterglow of the fill gas in the red spectral range causes a significant increase the effective flash duration. To achieve a high light intensity with a short flash duration of less than one microsecond therefore, high-current sliding discharges have already been proposed (K. Vollrath, "Kurzzeitphysik", Springer-Verlag, Vienna, New York, 1967, p. 108-110; RE. Edgerton et al., Proc. 5th int. Congr. High speed Photography, Washington DC, 1960, p. 29-32).

Weiterhin sind verschiedene Geräte mit einer Halbwertsdauer von 0.5 Mikrosekunden und einer Spitzenintensität von 50·10⁶ candelas be kannt, wobei als Lichtquelle eine etwa 2,5 cm lange Gleitentladung entlang einer Glaskapillare dient. Bei diesen vorbekannten diffusen Funken-Lichtquellen reicht aber in der Praxis oft die Lichtintensität nicht aus, um auch bei großen Objekten mit schlecht reflektierender Oberfläche eine ausreichende Filmbelichtung zu erzielen. Die Lichtin tensität kann zwar dadurch gesteigert werden, daß man die im Stoßkondensator gespeicherte Energie erhöht, beispielsweise durch Erhöhung der Ladespannung. Leider wird dadurch aber auch die Blitzdauer verlängert.Furthermore, various devices with a half-life of 0.5 microseconds and a peak intensity of 50 · 10 ⁶ candelas are known, an approximately 2.5 cm long sliding discharge along a glass capillary being used as the light source. With these previously known diffuse spark light sources, however, the light intensity is often insufficient in practice in order to achieve sufficient film exposure even for large objects with a poorly reflecting surface. The light intensity can be increased by increasing the energy stored in the surge capacitor, for example by increasing the charging voltage. Unfortunately, this also extends the flash duration.

Andererseits ist es nicht ohne weiteres möglich, die Lichtintensität einfach dadurch zu steigern, daß man mehrere solcher aus jeweils einem Einzelgleitfunken bestehenden Lichtquellen genügend kurzer Dauer auf das zu untersuchende Objekt richtet und diese gleichzeitig triggert. Da bei diesen Funken-Lichtquellen der Beginn der Blitzemission erheblichen statistischen Schwankun gen (Jitter) von einigen Mikrosekunden unterliegt, würde eine Addition von Einzelblitzen eine unzumutbare Verlängerung der Blitzdauer bewirken.On the other hand, it is not readily possible that Increase light intensity simply by several such from a single sliding spark existing light sources short enough duration on the object to be examined and this at the same time triggers. Because with these spark light sources the beginning the statistical emission fluctuations gene (jitter) of a few microseconds, the addition of single flashes would be unreasonable Increase the flash duration.

Die begrenzte Lichtintensität der oben genannten Licht quellen läßt sich durch Verwendung höchstempfindlicher Farbfilme und durch eine spezielle Entwicklungsmethode eventuell bzw. teilweise kompensieren. Weit nachteili ger in der Praxis ist dagegen, daß bei der Moment- Photographie sehr schneller Vorgänge mit den oben ge nannten Lichtquellen selbst bei einer Blitzdauer von 0.5 µs schon eine erhebliche Bewegungsunschärfe auf dem Film bewirkt wird. Bei einer Objektgeschwindigkeit von beispielsweise nur 2000 m/s ergibt sich bei Verwendung dieser vorbekannten Lichtquellen bereits eine Bewe gungsunschärfe von 1 mm. Es wurden daher auch verschie dene Anordnungen von flächenhaft verteilten Gleitfun ken untersucht, beispielsweise ein S-förmiger Gleitfun ken (S.I. Andreev et al., Proc. 6th Int. Congr. High- Speed Photography, Scheveningen, 1963, p. 166-172) oder mehrere statistisch verteilte speichenförmige Gleitfun ken (M. Schwertl et al., Proc. 10th Int. Congr. High- Speed Photography, Nizza, 1972, p. 335). Mit der spei chenförmigen Anordnung konnte die Blitzdauer auf nur 280 ns verkürzt werden. Wegen der geringen Ausdehnung der radialen Funkenbahnen von nur wenigen Zentimetern im Durchmesser können aber nur kleine Objekte in unmit telbarer Nähe derartiger Lichtquellen diffus ange strahlt und damit schlagschattenfrei im Auflicht photo graphiert werden.The limited light intensity of the above light can be swollen by using the most sensitive Color films and through a special development method possibly or partially compensate. Far disadvantageous In practice, on the other hand, Photography of very fast processes with the ge named light sources even with a flash duration of 0.5 µs already a considerable motion blur on the Film is effected. At an object speed of for example, only 2000 m / s results in use of these known light sources is already a movement blur of 1 mm. It was therefore also different arrangements of areal distributed glide fun ken examined, for example an S-shaped glide funk ken (S.I. Andreev et al., Proc. 6th Int. Congr. High- Speed Photography, Scheveningen, 1963, p. 166-172) or several statistically distributed spoke-shaped glides ken (M. Schwertl et al., Proc. 10th Int. Congr. High- Speed Photography, Nice, 1972, p. 335). With the spei Chen-shaped arrangement, the flash duration could only be 280 ns can be shortened. Because of the small expansion the radial spark paths of just a few centimeters in diameter, however, only small objects can be close proximity of such light sources diffusely shines and therefore shadow-free in reflected light photo be graphed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Funken- Lichtquellen sowohl die Lichtintensität zu erhöhen als auch die Blitzdauer zu verringern.The invention is based, with spark Light sources both increase the light intensity as well also reduce the flash duration.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben. Weiterbildungen der Erfin dung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.An inventive solution to this problem is in Claim 1 specified. Further training of the Erfin are marked in the subclaims.

Der prinzipielle Aufbau der Funken-Lichtquelle ist im Anspruch 1 beschrieben. Sie besteht aus vielen flächen haft verteilten und in Serie geschalteten Hybridfunken strecken. Jede Hybrid-Funkenstrecke setzt sich aus einer in Reihe geschalteten Schaltfunkenstrecke und einer Gleitfunkenbahn zusammen. Alle Hybrid-Funken strecken werden gleichzeitig mittels einer stromstarken Kondensatorentladung gespeist.The basic structure of the spark light source is in Claim 1 described. It consists of many areas hybrid sparks distributed and connected in series stretch. Every hybrid spark gap exposes itself a switching spark gap connected in series and a sliding spark path together. All hybrid sparks stretching at the same time by means of a current Capacitor discharge fed.

Mit dieser Anordnung der Gleitfunkenbahnen ist der Vorteil verbunden, daß alle Funken exakt zur gleichen Zeit Licht emittieren und sich mit guter Näherung eine diffuse Lichtabstrahlung ergibt. Die damit verbundene Verteilung der Kondensatorenergie auf eine Vielzahl von Gleitentladungen bewirkt, daß das Funkenplasma räumlich begrenzt ist und das Nachleuchten gering bleibt. Da durch wird eine extrem kleine Blitzdauer erreicht. With this arrangement of the sliding spark paths is the Advantage connected that all sparks are exactly the same Time emit light and become one with good approximation diffuse light emission results. The Associated Distribution of capacitor energy across a variety of Sliding discharges causes the spark plasma to spatially is limited and the afterglow remains low. There an extremely short flash duration is achieved by.

Die gleichzeitige, schnelle Entladung in allen Gleit funkenbahnen wird durch Verschaltung der Einzelkonden satoren zu einem Marx-Generator erreicht. Dabei ist nach Anspruch 2 in jeder Stufe des Stoßspannungsgenera tors nach Marx eine Hybrid-Funkenstrecke integriert.The simultaneous, fast discharge in all glides Spark traces is created by connecting the individual condensers to a Marx generator. It is according to claim 2 in each stage of the surge voltage genera a hybrid spark gap integrated according to Marx.

Nach Anspruch 3 werden auch die Schaltfunkenstrecken innerhalb der Hybrid-Funkenstrecken vorteilhaft als lichtemittierende Luftfunkenstrecken ausgeführt. Auf diese Weise wird jeder Gleitfunke zu einer Hybrid- Funkenstrecke, einer Kombination von freiem und geführ tem Funken, erweitert. Dadurch wird sowohl die Lichtin tensität weiter gesteigert als auch die Diffusität der Lichtquelle verbessert.According to claim 3, the switching spark gaps advantageous within the hybrid spark gaps as light-emitting air spark gaps executed. On in this way every gliding spark becomes a hybrid Spark gap, a combination of free and guided spark, expanded. This will both the Lichtin intensity increased as well as the diffusivity of the Light source improved.

Eine diffuse Lichtabstrahlung durch Gewährleistung einer flächenhaften Verteilung der Gleitentladungen in Form von Mikrogleitfunken wird durch eine Ausführung der Gleitfunkenbahnen nach Anspruch 4 und 5 sicherge stellt. Zu diesem Zweck weisen die Gleitfunkenbahnen auf ihrer Isolieroberfläche zwischen den Anschlüssen eine Vielzahl von Zwischenelektroden aus Kupferfolie auf.Diffuse light emission through warranty an areal distribution of the sliding discharges in Form of micro sliding sparks is by an execution the sliding spark traces according to claims 4 and 5 poses. For this purpose, the sliding spark paths have on their insulating surface between the connections a variety of intermediate electrodes made of copper foil on.

Die Aktivierung der Gleitfunkenbahnen bei Erst-Inbe triebnahme erfolgt mittels eines halbleitenden Mate rials gemäß Anspruch 6.The activation of the glide spark traces when first started The drive takes place using a semiconducting mate rials according to claim 6.

Die Stabilisierung und die Verbesserung der Triggerei genschaften des Marx-Generators erfolgt dadurch, daß einer jeden Gleitfunkenbahn ein hochohmiger Widerstand parallelgeschaltet wird (Anspruch 7).Stabilizing and improving triggering properties of the Marx generator takes place in that a high impedance resistance of every slide spark path is connected in parallel (claim 7).

Die Gesamtanordnung aller Hybrid-Funkenstrecken kann der Geometrie und Kinetik des Aufnahmeobjekts individu ell angepaßt werden und beispielsweise ringförmig als ungerichtete Lichtquelle oder linear als Lichtzeile ausgebildet sein. Eine ringförmige Anordnung ist in Anspruch 8 gekennzeichnet. Dabei sind beispielsweise die einzelnen Schaltfunkenstrecken und Gleitfunkenbah nen gleichmäßig auf der Vorderseite einer ringförmigen Trägerplatte verteilt, während sich die Ladewiderstän de, die Stoßkondensatoren und die Trigger-Schaltfunken strecke des Marx-Generators auf ihrer Rückseite befin den (Anspruch 9).The overall arrangement of all hybrid spark gaps can the geometry and kinetics of the subject be adjusted ell and, for example, as a ring non-directional light source or linear as a line of light be trained. An annular arrangement is in Claim 8 marked. Here are for example the individual switching spark gaps and sliding spark path NEN evenly on the front of an annular Carrier plate spreads out while the charging resistor de, the surge capacitors and the trigger switching sparks line of the Marx generator on the back the (claim 9).

Vorteilhaft zur Steigerung der abgestrahlten Lichtin tensität der Funken-Lichtquelle ist die mit Anspruch 10 gekennzeichnete Weiterbildung. Danach wird die Träger platte mit einer stark lichtreflektierenden Folie und mit einem konischen Reflektorschirm oder einem tubus förmigen Reflektor ausgerüstet.Beneficial for increasing the emitted light intensity of the spark light source is that with claim 10 labeled training. After that, the carrier plate with a strongly light reflecting film and with a conical reflector shade or a tube shaped reflector.

Im folgenden sollen Ausführungsbeispiele ohne Beschrän kung des allgemeinen Erfindungsgegenstandes beschrieben werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:In the following, exemplary embodiments are intended to be unlimited kung described the general subject of the invention will. In the accompanying drawings:

Fig. 1 die Schaltung eines Stoßspannungsgenerators nach Marx mit integrierten Hybridfunkenstrecken, Fig. 1 shows the circuit of a surge voltage generator according to Marx with hybrid integrated radio links,

Fig. 2 den schematischen Aufbau einer Gleitfunkenbahn, Fig. 2 shows the schematic structure of a Gleitfunkenbahn,

Fig. 3 den konstruktiven Aufbau einer ringförmigen Lichtquelle und Fig. 3 shows the construction of an annular light source and

Fig. 4 zwei typische Licht-Zeit-Profile für einen achtstufigen Marx-Generator. Fig. 4 shows two typical light-time profiles for an eight-stage Marx generator.

Fig. 1 zeigt einen Marx-Generator mit Ladewiderständen 5, Stoßkondensatoren 4 und Funkenstrecken 2. Zur gleichmäßigen Aufladung der Stoßkondensatoren sind zusätzlich masse- und hochspannungsseitig zwei Speise leitungen 15 und 16 vorgesehen. Jede Gleitfunkenbahn 3 ist mit ihrer Funkenstrecke 2 in Serie geschaltet. Dadurch wird sichergestellt, daß alle Einzelkondensato ren auf volle Ladespannung gebracht werden können und keine Vorentladungen einzelner Kondensatoren stattfin den. Zur Stabilisierung und zur Verbesserung der Trig gereigenschaften des Marx-Generators ist jeder Gleit funkenbahn 3 zusätzlich ein hochohmiger Widerstand 9 parallelgeschaltet. Die Funkenstrecken 2 sind vorteil haft als Luftfunkenstrecken ausgebildet und tragen ebenfalls zur Lichtemission bei. Jede Kombination von Gleitfunkenbahn 3 und Funkenstrecke 2 bildet eine Hy brid-Funkenstrecke 1. Fig. 1 shows a Marx generator with charging resistors 5, shock capacitors 4, and radio links. 2 For uniform charging of the surge capacitors, two feed lines 15 and 16 are additionally provided on the ground and high voltage side. Each spark gap 3 is connected in series with its spark gap 2 . This ensures that all individual capacitors can be brought to full charge voltage and that no pre-discharges of individual capacitors take place. To stabilize and improve the trigger properties of the Marx generator, each sliding spark gap 3 is additionally connected in parallel with a high-resistance resistor 9 . The spark gaps 2 are advantageously designed as air spark gaps and also contribute to the light emission. Each combination of sliding spark path 3 and spark gap 2 forms a hybrid spark gap 1 .

Durch die bauliche Integration jeweils einer Hybrid- Funkenstrecke in eine Stufe des Marx-Generators wird bei Entladung des Marx-Generators eine gleichmäßige Aufteilung der Summenspannung entlang der Trägerplatte bewirkt. Dadurch werden Isolationsprobleme der sonst resultierenden, sehr hohen Ausgangsspannung vermieden. Diese Anordnung ist daher viel praktischer als eine Reihenschaltung aller Gleitfunkenbahnen am Ausgang des Marx-Generators und hat den groben konstruktiven Vor teil, daß der Marx-Generator auch bei kompakter Bauwei se noch ohne Ölisolation auskommt.Due to the structural integration of a hybrid Spark gap in a stage of the Marx generator even when the Marx generator is discharged Distribution of the total voltage along the carrier plate causes. This will cause isolation problems that otherwise resulting, very high output voltage avoided. This arrangement is therefore much more practical than one Series connection of all sliding spark paths at the exit of the Marx generator and has the rough constructive intent partly that the Marx generator even with a compact design still works without oil insulation.

Die Stoßkondensatoren 4 werden zunächst in Parallel schaltung über die Ladewiderstände 5 von einer Hoch spannungsquelle aufgeladen und dann seriell durch Trig gerung einer Trigger-Schaltfunkenstrecke 12 über alle Hybrid-Funkenstrecken 1 entladen. Die Trigger-Schalt funkenstrecke 12 kann als Hochvakuum-Schaltfunkenstrecke oder ebenfalls als lichtemittierende Luftfunken strecke 2 ausgebildet sein. Die Erzeugung eines mög lichst kurzen Lichtpulses ist nur möglich, wenn bei der Entladung des Marx-Generators Reflexionen, d. h. ein negatives Durchschwingen im Strom, vermieden werden und die Entladung aperiodisch gedämpft erfolgt. Das wird durch einen Vorwiderstand 17 erreicht.The surge capacitors 4 are initially charged in parallel via the charging resistors 5 from a high voltage source and then discharged serially by triggering a trigger switching spark gap 12 across all hybrid spark gaps 1 . The trigger switching spark gap 12 can be designed as a high-vacuum switching spark gap or also as a light-emitting air spark gap 2 . The generation of a light pulse as short as possible is only possible if reflections, ie a negative swinging through in the current, are avoided when the Marx generator is discharged and the discharge is damped aperiodically. This is achieved by a series resistor 17 .

In Fig. 2 ist der schematische Aufbau einer Gleitfun kenbahn 3 veranschaulicht. Diese setzt sich aus vielen einzelnen Mikro-Gleitfunken 8 zusammen, die zwischen beiden Anschlüssen 7 entlang einer Isolatoroberfläche laufen und sich zwischen kleinen Kupferelektroden 6 vollziehen. Dadurch wird eine schnelle Abkühlung des Funkenplasmas bewirkt, was eine kurze Blitzdauer zur Folge hat. Als Material für die Gleitfunkenbahn eignen sich beispielsweise sehr gut im Handel erhältliche, fertig mit Lötstützpunkten kaschierte gedruckte Schal tungsplatinen aus Pertinax.In Fig. 2 the schematic structure of a Gleitfun kenbahn 3 is illustrated. This is composed of many individual micro-sliding sparks 8 which run between two connections 7 along an insulator surface and take place between small copper electrodes 6 . This causes the spark plasma to cool down quickly, resulting in a short flash duration. As a material for the sliding spark path, for example, commercially available printed circuit boards made of Pertinax, which are laminated with soldering pads, are very suitable.

Vor der ersten Inbetriebnahme der Lichtquelle wird die Gleitfunkenbahn zwischen beiden Anschlüssen 7 mit Gra phit aktiviert, z. B. durch einige Striche mit einem sehr weichen Bleistift (Härte 8B). Die Funkenerosion der Kupferelektroden 6 bleibt auch nach einigen 100 Entladungen vernachlässigbar klein.Before the first start-up of the light source, the sliding spark path between the two connections 7 is activated with gra phit, for. B. by a few strokes with a very soft pencil (hardness 8B). The spark erosion of the copper electrodes 6 remains negligibly small even after a few 100 discharges.

Fig. 3 zeigt in einem Ausführungsbeispiel den konstruk tiven Aufbau einer ringförmigen Funken-Lichtquelle. Die einzelnen Schaltfunkenstrecken 2 und Gleitfunkenbahnen 3 sind gleichmäßig auf der Vorderseite einer ringförmi gen Trägerplatte 10 verteilt, die an ihrer Rückseite die Ladewiderstände 5 und Stoßkondensatoren 4 sowie die Schaltfunkenstrecke 12 trägt. Jede Stufe des Marx-Ge nerators ist durch Schottwände 13 gegen benachbarte Stufen isoliert. Fig. 3 shows the constructive construction of an annular spark light source in one embodiment. The individual switching spark gaps 2 and sliding spark paths 3 are evenly distributed on the front of a ringförmi gene carrier plate 10 which carries the charging resistors 5 and surge capacitors 4 and the switching spark gap 12 on its rear. Each stage of the Marx-Ge generator is isolated from adjacent stages by bulkheads 13 .

Vorteilhaft ist zur Steigerung der abgestrahlten Licht intensität die Vorderseite der Trägerplatte 10 mit einer stark lichtreflektierenden Folie und mit einem konischen Reflektorschirm 14 oder einem tubusförmigen Reflektor versehen. Durch eine zentrale kreisförmige Öffnung 11 in der Trägerplatte 10 wird das von der Lichtquelle frontal angestrahlte Objekt 18 mit einer Kamera 19 langer Brennweite photographiert. Diese Anor dnung ist räumlich sehr kompakt und eignet sich bei spielsweise in Schießkanälen und Beschußkammern zur Auflichtphotographie fliegender Projektile durch seit lich angebrachte Beobachtungsfenster.To increase the emitted light intensity, the front of the carrier plate 10 is advantageously provided with a strongly light-reflecting film and with a conical reflector screen 14 or a tubular reflector. Through a central circular opening 11 in the carrier plate 10 , the object 18 illuminated from the front by the light source is photographed with a camera 19 of long focal length. This arrangement is spatially very compact and is suitable, for example, in shooting channels and bombardment chambers for incident light photography of flying projectiles through observation windows mounted at the side.

Fig. 4 veranschaulicht für einen kleinen 8stufigen Marx-Generator zwei typische Licht-Zeit-Profile 20, 21 bei Verwendung unterschiedlicher Kapazitäten der Stoß kondensatoren, aber sonst gleicher Anordnung der Hy brid-Funkenstrecken und gleicher Ladespannung von 17 kV. Bei kleiner Kapazität von 0.015 µF pro Stufe ergibt sich ein Lichtpuls 20 mit einer Halbwertsbreite von 160 ns und einer Spitzenintensität von 50·10⁶ candelas. Bei einer Verdreifachung der Kapazität der Stoßkonden satoren auf jeweils 0.045 µF verbreitert sich die Halb wertsbreite des Lichtpulses 21 um nur 50% auf 240 ns, wobei sich die Spitzenintensität aber mehr als verdop pelt und auf 120·10⁶ candelas ansteigt. Fig. 4 illustrates for a small 8-stage Marx generator two typical light-time profiles 20 , 21 when using different capacities of the surge capacitors, but otherwise the same arrangement of the hybrid spark gaps and the same charging voltage of 17 kV. With a small capacitance of 0.015 μF per stage, a light pulse 20 results with a half width of 160 ns and a peak intensity of 50 · 10 ⁶ candelas. When the capacitance of the surge capacitors triples to 0.045 µF each, the half-width of the light pulse 21 widens by only 50% to 240 ns, but the peak intensity more than doubles and increases to 120 · 10 ⁶ candelas.

Claims

1. Spark light source with ultra-short flash duration using many area-wide distributed discharge series or sliding spark generated by surge capacitors, characterized in that the spark gap is designed as a hybrid spark gap ( 1 ) and each hybrid spark gap from one in Series switched switching spark gap ( 2 ) and a sliding spark path ( 3 ) is put together, and that all hybrid spark gaps are fed simultaneously by means of a high-current capacitor discharge.

2. Spark light source according to claim 1, characterized in that a multi-stage surge voltage generator according to Marx is used, which is built up so that a hybrid spark gap ( 1 ) is integrated within a stage of the Marx generator, that is, a sliding spark path ( 3 ) is connected in series with the respective switching spark gap ( 2 ).

3. Spark light source according to claim 1 or 2, characterized in that the switching spark gaps ( 2 ) are ausgebil det as light-emitting air spark gaps.

4. Spark light source according to one of claims 1 to 3, characterized in that each sliding spark path ( 3 ) between the two connections ( 7 ) has a plurality of preferably multi-row, small copper electrodes ( 6 ) which are arranged on an insulator surface, wherein several parallel discharge paths consisting of micro sliding sparks can be formed at the same time.

5. Spark light source according to claim 4, characterized in that the sliding spark path ( 3 ) is formed as an insulator surface with intermediate electrodes ( 6 ) from copper fer foil and is, for example, designed as a laminated with soldering points printed circuit boards.

6. Spark light source according to one of claims 1 to 4, characterized in that each sliding spark path ( 3 ) is activated with a semiconducting material.

7. Spark light source according to one of claims 1 to 6, characterized in that each sliding spark path ( 3 ) a high-resistance resistor ( 9 ) is connected in parallel.

8. Spark light source according to one of claims 1 to 7, characterized in that all surge capacitors ( 4 ) and hybrid spark gaps ( 1 ) evenly distributed on an annular support plate ( 10 ) and arranged around a central, continuous opening ( 11 ) are.

9. Spark light source according to claim 8, characterized in that the hybrid spark gaps ( 1 ) evenly distributed on the front of the carrier plate ( 10 ) and the charging resistors ( 5 ), surge capacitors ( 4 ) and the switching spark gap ( 12 ) of the Marx Generator are arranged on the back, each stage of the Marx generator is isolated from adjacent stages by bulkheads ( 13 ).

10. Spark light source according to claim 8 or 9, characterized in that the carrier plate ( 15 ) has a strongly light-reflecting film and a conical reflector screen ( 14 ) or a tubular reflector.