Faisceau collimaté
LasersEdit
La lumière des lasers à gaz ou à cristal est fortement collimatée car elle est formée dans une cavité optique entre deux miroirs parallèles qui contraignent la lumière à un trajet perpendiculaire aux surfaces des miroirs. En pratique, les lasers à gaz peuvent utiliser des miroirs concaves, des miroirs plats ou une combinaison des deux. La divergence des faisceaux laser de haute qualité est généralement inférieure à 1 milliradian (3,4 arcmin), et peut être bien inférieure pour les faisceaux de grand diamètre. Les diodes laser émettent une lumière moins collimatée en raison de leur courte cavité, et une collimation plus élevée nécessite donc une lentille de collimation.
La lumière synchrotronEdit
La lumière synchrotron est très bien collimatée. Il est produit en courbant des électrons relativistes (c’est-à-dire qui se déplacent à des vitesses relativistes) autour d’une piste circulaire. Lorsque les électrons sont à des vitesses relativistes, le rayonnement qui en résulte est très collimaté, un résultat qui ne se produit pas à des vitesses plus faibles.
Sources lointainesEdit
La lumière des étoiles (autres que le Soleil) arrive sur Terre précisément collimatée, car les étoiles sont si lointaines qu’elles ne présentent aucune taille angulaire détectable. Cependant, en raison de la réfraction et des turbulences dans l’atmosphère terrestre, la lumière des étoiles arrive légèrement non collimatée au sol avec un diamètre angulaire apparent d’environ 0,4 seconde d’arc. Les rayons directs du Soleil arrivent sur la Terre non collimatés d’un demi-degré, ce qui correspond au diamètre angulaire du Soleil vu de la Terre. Pendant une éclipse solaire, la lumière du Soleil devient de plus en plus collimatée à mesure que la surface visible se rétrécit jusqu’à devenir un mince croissant et finalement un petit point, produisant les phénomènes d’ombres distinctes et de bandes d’ombre.
Lentilles et miroirsModification
Un miroir parabolique parfait amènera des rayons parallèles à un foyer en un seul point. Inversement, une source ponctuelle au foyer d’un miroir parabolique produira un faisceau de lumière collimaté créant un collimateur. Comme la source doit être petite, un tel système optique ne peut pas produire une grande puissance optique. Les miroirs sphériques sont plus faciles à fabriquer que les miroirs paraboliques et ils sont souvent utilisés pour produire une lumière approximativement collimatée. De nombreux types de lentilles peuvent également produire une lumière collimatée à partir de sources ponctuelles.
Système d’affichage dans les simulateurs de vol qui utilise une lumière collimatéeEdit
Ce principe est utilisé dans les simulateurs de vol complets (FFS), qui disposent de systèmes spécialement conçus pour afficher l’imagerie de la scène Out-The-Window (OTW) aux pilotes dans la cabine de l’avion réplique.
Dans les avions où deux pilotes sont assis côte à côte, si l’imagerie OTW était projetée devant les pilotes sur un écran, un pilote verrait la vue correcte mais l’autre verrait une vue où certains objets de la scène seraient à des angles incorrects.
Pour éviter cela, des optiques collimatées sont utilisées dans le système d’affichage visuel du simulateur afin que la scène OTW soit vue par les deux pilotes à un foyer éloigné plutôt qu’à la distance focale d’un écran de projection. Cela est possible grâce à un système optique qui permet aux pilotes de voir l’imagerie dans un miroir à courbure verticale, la courbure permettant à l’image d’être vue à un foyer éloigné par les deux pilotes, qui voient alors essentiellement la même scène OTW sans aucune distorsion. Étant donné que la lumière arrivant au point de vue des yeux des deux pilotes provient d’angles différents par rapport au champ de vision des pilotes en raison de différents systèmes de projection disposés en demi-cercle au-dessus des pilotes, l’ensemble du système d’affichage ne peut pas être considéré comme un affichage collimaté, mais comme un système d’affichage qui utilise une lumière collimatée.