Kollimoitu säde

touko 15, 2021
admin

LaseritEdit

Gasu- tai kidelasereiden valo on hyvin kollimoitua, koska se muodostuu optisessa ontelossa kahden samansuuntaisen peilin välissä, jotka rajoittavat valon peilien pintoja vastaan kohtisuoraan. Käytännössä kaasulasereissa voidaan käyttää koveria peilejä, litteitä peilejä tai näiden yhdistelmiä. Laadukkaiden lasersäteiden divergenssi on yleensä alle 1 milliradiaani (3,4 kaariminuuttia), ja se voi olla paljon pienempi halkaisijaltaan suurilla säteillä. Laserdiodit säteilevät vähemmän kollimoitua valoa lyhyen ontelonsa vuoksi, ja siksi korkeampi kollimointi vaatii kollimointilinssin.

SynkrotronivaloEdit

Synkrotronivalo on erittäin hyvin kollimoitua. Se tuotetaan taivuttamalla relativistisia elektroneja (eli relativistisilla nopeuksilla liikkuvia elektroneja) ympyräradan ympäri. Kun elektronit ovat relativistisilla nopeuksilla, syntyvä säteily on hyvin kollimoitua, mitä ei tapahdu pienemmillä nopeuksilla.

Kaukaiset lähteetEdit

Tähtien (muiden kuin Auringon) lähettämä valo saapuu Maahan tarkasti kollimoituna, koska tähdet ovat niin kaukana, että ne eivät esitä havaittavaa kulmakokoa. Maan ilmakehän taittumisen ja turbulenssin vuoksi tähtien valo kuitenkin saapuu maahan hieman kollimoimattomana, ja sen näennäinen kulmahalkaisija on noin 0,4 kaarisekuntia. Auringon suorat valonsäteet saapuvat Maahan puolen asteen verran kollimoimattomina, mikä on Auringon kulmahalkaisija Maasta katsottuna. Auringonpimennyksen aikana Auringon valo muuttuu yhä kollimoituneemmaksi, kun näkyvä pinta kutistuu ohueksi puolikuukaudeksi ja lopulta pieneksi pisteeksi, jolloin syntyy selviä varjoja ja varjokaistoja.

Linssit ja peilitEdit

Esimerkki optisesta kollimoivasta linssistä.

Täydellinen parabolinen peili saa samansuuntaiset säteet tarkentumaan yhteen pisteeseen. Päinvastoin, pistemäinen lähde parabolisen peilin polttopisteessä tuottaa kollimoidun valonsäteen luoden kollimaattorin. Koska lähteen on oltava pieni, tällainen optinen järjestelmä ei voi tuottaa suurta optista tehoa. Pallopeilit ovat helpompia valmistaa kuin paraboliset peilit, ja niitä käytetään usein tuottamaan suunnilleen kollimoitua valoa. Monet linssityypit voivat myös tuottaa kollimoitua valoa pistemäisistä lähteistä.

Kollimoitua valoa käyttävä näyttöjärjestelmä lentosimulaattoreissaEdit

Kaavio kollimoitua valoa käyttävästä näyttöjärjestelmästä, lentosimulaattorin sivulta katsottuna

Tätä periaatetta käytetään täysimittaisissa lentosimulaattoreissa (Full Flight Simulators, FFS), joissa on erityisesti suunnitellut järjestelmät, joiden avulla lentäjät voivat näyttää lentokoneen kopioidussa ohjaamossa olevan Out-The-Window (OTW) -tilanteen kuvia.

Lentokoneissa, joissa kaksi lentäjää istuu vierekkäin, jos OTW-kuva heijastettaisiin lentäjien eteen valkokankaalle, toinen lentäjä näkisi oikean näkymän, mutta toinen näkisi näkymän, jossa jotkin kohtauksen kohteet olisivat väärässä kulmassa.

Tämän välttämiseksi simulaattorin visuaalisessa näyttöjärjestelmässä käytetään kollimoituja optiikoita siten, että OTW-kohtaus näkyy molemmille lentäjille kauempana tarkennuksesta sen sijaan, että se näkyisi heijastusnäytön polttopisteessä. Tämä saavutetaan optisella järjestelmällä, jonka avulla lentäjät näkevät kuvan peilistä, jossa on pystysuora kaarevuus, ja kaarevuuden ansiosta molemmat lentäjät näkevät kuvan kaukaisessa tarkennuspisteessä, jolloin he näkevät olennaisesti saman OTW-kohtauksen ilman vääristymiä. Koska molempien lentäjien silmäpisteeseen saapuva valo on eri kulmista lentäjien näkökenttään nähden johtuen erilaisista projektiojärjestelmistä, jotka on sijoitettu puoliympyrään lentäjien yläpuolelle, koko näyttöjärjestelmää ei voida pitää kollimoituna näyttönä, vaan näyttöjärjestelmänä, joka käyttää kollimoitua valoa.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.