Kollimeret stråle

maj 15, 2021
admin

LasereRediger

Laserlys fra gas- eller krystallasere er stærkt kollimeret, fordi det dannes i et optisk hulrum mellem to parallelle spejle, som begrænser lyset til en bane vinkelret på spejlfladerne. I praksis kan gaslasere anvende konkave spejle, flade spejle eller en kombination af begge dele. Divergensen af laserstråler af høj kvalitet er normalt mindre end 1 milliradian (3,4 arcmin) og kan være meget mindre for stråler med stor diameter. Laserdioder udsender mindre kollimeret lys på grund af deres korte kavitet, og en højere kollimering kræver derfor en kollimeringslinse.

SynkrotronlysRediger

Synkrotronlys er meget godt kollimeret. Det produceres ved at bøje relativistiske elektroner (dvs. elektroner, der bevæger sig med relativistiske hastigheder) rundt om en cirkelformet bane. Når elektronerne har relativistiske hastigheder, er den resulterende stråling meget kollimeret, hvilket ikke sker ved lavere hastigheder.

Fjerntliggende kilderRediger

Lyset fra stjerner (bortset fra Solen) ankommer til Jorden præcist kollimeret, fordi stjernerne er så langt væk, at de ikke udviser nogen målbar vinkelstørrelse. Men på grund af brydning og turbulens i Jordens atmosfære ankommer stjernelyset lidt ukolimiteret til jorden med en tilsyneladende vinkeldiameter på ca. 0,4 buesekunder. Direkte lysstråler fra Solen ankommer til Jorden usammenhængende med en halv grad, hvilket er solens vinkeldiameter set fra Jorden. Under en solformørkelse bliver Solens lys i stigende grad kollimeret, efterhånden som den synlige overflade skrumper ind til en tynd halvmåne og til sidst til et lille punkt, hvilket giver fænomener som tydelige skygger og skyggebånd.

Linser og spejleRediger

Et eksempel på en optisk kollimatorlinse.

Et perfekt parabolspejl vil bringe parallelle stråler i fokus i et enkelt punkt. Omvendt vil en punktkilde i et parabolspejls fokus frembringe en stråle af kollimeret lys, hvilket skaber en kollimator. Da kilden skal være lille, kan et sådant optisk system ikke producere meget optisk effekt. Sfæriske spejle er lettere at fremstille end parabolspejle, og de anvendes ofte til at frembringe omtrentligt kollimeret lys. Mange typer linser kan også producere kollimeret lys fra punktlignende kilder.

Visningssystem i flysimulatorer, der anvender kollimeret lysRediger

Diagram over et visningssystem med kollimeret lys, set fra siden af en flysimulator

Dette princip anvendes i komplette flysimulatorer (FFS), som har specielt konstruerede systemer til visning af billeder af Out-The-Window-scenen (OTW) til piloterne i den efterlignede flykabine.

I fly, hvor to piloter sidder side om side, ville den ene pilot, hvis OTW-billederne blev projiceret foran piloterne på en skærm, se den korrekte visning, men den anden ville se en visning, hvor nogle objekter i scenen ville være i forkerte vinkler.

For at undgå dette anvendes kollimationsoptik i simulatorens visuelle visningssystem, således at OTW-scenen ses af begge piloter i et fjernt fokus i stedet for i brændvidden af en projektionsskærm. Dette opnås ved hjælp af et optisk system, der gør det muligt for piloterne at se billederne i et spejl, der har en lodret krumning, idet krumningen gør det muligt for begge piloter at se billedet i et fjernt fokus, og de ser så stort set den samme OTW-scene uden nogen forvrængning. Da lyset, der ankommer til begge piloters øjenpunkt, er fra forskellige vinkler i forhold til piloternes synsfelt på grund af de forskellige projektionssystemer, der er anbragt i en halvcirkel over piloterne, kan hele visningssystemet ikke betragtes som et kollimeret display, men som et visningssystem, der anvender kollimeret lys.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.