Haz colimado

May 15, 2021
admin

LasersEdit

La luz de los láseres de gas o de cristal está muy colimada porque se forma en una cavidad óptica entre dos espejos paralelos que limitan la luz a una trayectoria perpendicular a las superficies de los espejos. En la práctica, los láseres de gas pueden utilizar espejos cóncavos, espejos planos o una combinación de ambos. La divergencia de los haces láser de alta calidad suele ser inferior a 1 milirradián (3,4 minutos de arco), y puede ser mucho menor para los haces de gran diámetro. Los diodos láser emiten una luz menos colimada debido a su corta cavidad, por lo que una mayor colimación requiere una lente colimadora.

Luz de sincrotrónEditar

La luz de sincrotrón está muy bien colimada. Se produce al doblar electrones relativistas (es decir, los que se mueven a velocidades relativistas) alrededor de una pista circular. Cuando los electrones se encuentran a velocidades relativistas, la radiación resultante está muy colimada, resultado que no se produce a velocidades inferiores.

Fuentes lejanasEditar

La luz de las estrellas (que no sean el Sol) llega a la Tierra precisamente colimada, porque las estrellas están tan lejos que no presentan un tamaño angular detectable. Sin embargo, debido a la refracción y a las turbulencias de la atmósfera terrestre, la luz de las estrellas llega ligeramente descolimada a la tierra con un diámetro angular aparente de unos 0,4 segundos de arco. Los rayos directos del Sol llegan a la Tierra sin colimar en medio grado, que es el diámetro angular del Sol visto desde la Tierra. Durante un eclipse solar, la luz del Sol se vuelve cada vez más colimada a medida que la superficie visible se encoge hasta convertirse en una fina media luna y, finalmente, en un pequeño punto, lo que produce el fenómeno de las distintas sombras y bandas de sombra.

Lentes y espejosEditar

Un ejemplo de lente colimadora óptica.

Un espejo parabólico perfecto hará que los rayos paralelos se enfoquen en un solo punto. A la inversa, una fuente puntual en el foco de un espejo parabólico producirá un haz de luz colimado creando un Colimador. Como la fuente debe ser pequeña, este sistema óptico no puede producir mucha potencia óptica. Los espejos esféricos son más fáciles de fabricar que los espejos parabólicos y suelen utilizarse para producir luz aproximadamente colimada. Muchos tipos de lentes también pueden producir luz colimada a partir de fuentes puntuales.

Sistema de visualización en simuladores de vuelo que utiliza luz colimadaEditar

Diagrama de un sistema de visualización de luz colimada, visto desde el lado de un simulador de vuelo

Este principio se utiliza en los simuladores de vuelo completo (FFS), que cuentan con sistemas especialmente diseñados para mostrar imágenes de la escena Out-The-Window (OTW) a los pilotos en la réplica de la cabina del avión.

En las aeronaves en las que hay dos pilotos sentados uno al lado del otro, si las imágenes de la OTW se proyectaran frente a los pilotos en una pantalla, uno de ellos vería la vista correcta, pero el otro vería una vista en la que algunos objetos de la escena estarían en ángulos incorrectos.

Para evitar esto, se utilizan ópticas colimadas en el sistema de visualización del simulador, de modo que la escena de la OTW es vista por ambos pilotos en un foco distante en lugar de en la distancia focal de una pantalla de proyección. Esto se consigue mediante un sistema óptico que permite que las imágenes sean vistas por los pilotos en un espejo que tiene una curvatura vertical, la curvatura permite que la imagen sea vista en un foco distante por ambos pilotos, que entonces ven esencialmente la misma escena OTW sin ninguna distorsión. Dado que la luz que llega al punto del ojo de ambos pilotos es de diferentes ángulos con respecto al campo de visión de los pilotos debido a los diferentes sistemas de proyección dispuestos en un semicírculo por encima de los pilotos, todo el sistema de visualización no puede considerarse una visualización colimada, sino un sistema de visualización que utiliza luz colimada.

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