Kollimierter Strahl
LaserBearbeiten
Laserlicht aus Gas- oder Kristalllasern ist stark kollimiert, da es in einem optischen Hohlraum zwischen zwei parallelen Spiegeln gebildet wird, die das Licht auf einen Pfad senkrecht zu den Oberflächen der Spiegel beschränken. In der Praxis können Gaslaser mit konkaven Spiegeln, flachen Spiegeln oder einer Kombination aus beidem arbeiten. Die Divergenz hochwertiger Laserstrahlen beträgt in der Regel weniger als 1 Milliradian (3,4 Bogenminuten) und kann bei Strahlen mit großem Durchmesser noch viel geringer sein. Laserdioden emittieren aufgrund ihres kurzen Hohlraums weniger kollimiertes Licht, so dass für eine bessere Kollimation eine Kollimationslinse erforderlich ist.
SynchrotronlichtEdit
Synchrotronlicht ist sehr gut kollimiert. Es wird erzeugt, indem relativistische Elektronen (d.h. solche, die sich mit relativistischer Geschwindigkeit bewegen) um eine Kreisbahn gebogen werden. Wenn die Elektronen relativistische Geschwindigkeiten erreichen, ist die resultierende Strahlung stark kollimiert, was bei niedrigeren Geschwindigkeiten nicht der Fall ist.
Entfernte QuellenBearbeiten
Das Licht von Sternen (außer der Sonne) kommt auf der Erde genau kollimiert an, weil Sterne so weit entfernt sind, dass sie keine erkennbare Winkelgröße aufweisen. Aufgrund von Brechung und Turbulenzen in der Erdatmosphäre kommt das Sternenlicht jedoch leicht unkollimiert auf der Erde an, mit einem scheinbaren Winkeldurchmesser von etwa 0,4 Bogensekunden. Direkte Lichtstrahlen von der Sonne treffen auf der Erde mit einer Abweichung von einem halben Grad ein, was dem Winkeldurchmesser der Sonne von der Erde aus gesehen entspricht. Während einer Sonnenfinsternis wird das Licht der Sonne zunehmend kollimiert, da die sichtbare Oberfläche zu einer dünnen Sichel und schließlich zu einem kleinen Punkt schrumpft, was zu den Phänomenen der ausgeprägten Schatten und Schattenbänder führt.
Linsen und SpiegelBearbeiten
Ein perfekter parabolischer Spiegel bringt parallele Strahlen in einem einzigen Punkt in den Brennpunkt. Umgekehrt erzeugt eine Punktquelle im Brennpunkt eines Parabolspiegels einen kollimierten Lichtstrahl, der einen Kollimator erzeugt. Da die Quelle klein sein muss, kann ein solches optisches System keine große optische Leistung erzeugen. Sphärische Spiegel sind einfacher herzustellen als parabolische Spiegel und werden häufig verwendet, um annähernd kollimiertes Licht zu erzeugen. Viele Arten von Linsen können auch kollimiertes Licht aus punktförmigen Quellen erzeugen.
Anzeigesystem in Flugsimulatoren, das kollimiertes Licht verwendetEdit
Dieses Prinzip wird in Full-Flight-Simulatoren (FFS) verwendet, die über speziell entwickelte Systeme verfügen, um den Piloten in der nachgebildeten Flugzeugkabine Bilder der Out-The-Window-Szene (OTW) zu zeigen.
Würden in Flugzeugen, in denen zwei Piloten nebeneinander sitzen, die OTW-Bilder vor den Piloten auf einen Bildschirm projiziert, würde ein Pilot die korrekte Ansicht sehen, während der andere eine Ansicht sehen würde, bei der einige Objekte in der Szene in einem falschen Winkel stehen würden.
Um dies zu vermeiden, wird im visuellen Anzeigesystem des Simulators eine kollimierte Optik verwendet, so dass die OTW-Szene von beiden Piloten in einem entfernten Brennpunkt und nicht in der Brennweite eines Projektionsschirms gesehen wird. Dies wird durch ein optisches System erreicht, das es den Piloten ermöglicht, das Bild in einem vertikal gekrümmten Spiegel zu sehen. Die Krümmung ermöglicht es beiden Piloten, das Bild in einem entfernten Brennpunkt zu sehen, so dass sie im Wesentlichen die gleiche OTW-Szene ohne Verzerrungen sehen. Da das Licht, das am Augenpunkt der beiden Piloten ankommt, aufgrund der unterschiedlichen Projektionssysteme, die in einem Halbkreis über den Piloten angeordnet sind, aus unterschiedlichen Winkeln zum Sichtfeld der Piloten kommt, kann das gesamte Anzeigesystem nicht als kollimiertes Display betrachtet werden, sondern als Anzeigesystem, das kollimiertes Licht verwendet.