Gecollimeerde bundel

mei 15, 2021
admin

LasersEdit

Laserlicht van gas- of kristallasers wordt in hoge mate gecollimeerd omdat het in een optische holte wordt gevormd tussen twee parallelle spiegels die het licht dwingen tot een pad loodrecht op de oppervlakken van de spiegels. In de praktijk kunnen gaslasers gebruik maken van concave spiegels, vlakke spiegels, of een combinatie van beide. De divergentie van hoogwaardige laserbundels is gewoonlijk minder dan 1 milliradiaal (3,4 boogminuten), en kan veel minder zijn voor bundels met een grote diameter. Laserdiodes zenden minder gecollimeerd licht uit vanwege hun korte holte, en daarom is voor een hogere collimatie een collimatielens nodig.

SynchrotronlichtEdit

Synchrotronlicht is zeer goed gecollimeerd. Het wordt geproduceerd door relativistische elektronen (d.w.z. elektronen die met relativistische snelheden bewegen) rond een cirkelvormige baan te buigen. Wanneer de elektronen relativistische snelheden hebben, is de resulterende straling zeer goed gecollimeerd, een resultaat dat niet optreedt bij lagere snelheden.

Verre bronnenEdit

Het licht van sterren (behalve de zon) komt op aarde precies gecollimeerd aan, omdat sterren zo ver weg staan dat ze geen waarneembare hoekgrootte hebben. Door breking en turbulentie in de dampkring van de aarde komt sterlicht echter enigszins ongecollimeerd bij de aarde aan met een schijnbare hoekdiameter van ongeveer 0,4 boogseconden. Rechtstreekse lichtstralen van de zon komen ongecollimeerd aan op aarde met een halve graad, dit is de hoekdiameter van de zon gezien vanaf de aarde. Tijdens een zonsverduistering wordt het licht van de zon steeds meer gecollimeerd naarmate het zichtbare oppervlak krimpt tot een dunne sikkel en uiteindelijk tot een klein puntje, waardoor de verschijnselen van duidelijke schaduwen en schaduwbanden ontstaan.

Lenzen en spiegelsEdit

Een voorbeeld van een optische collimerende lens.

Een perfecte parabolische spiegel zal parallelle stralen in één punt tot een brandpunt brengen. Omgekeerd zal een puntbron in het brandpunt van een parabolische spiegel een bundel gecollimeerd licht produceren, waardoor een collimator ontstaat. Aangezien de bron klein moet zijn, kan een dergelijk optisch systeem niet veel optisch vermogen produceren. Sferische spiegels zijn gemakkelijker te maken dan parabolische spiegels en zij worden vaak gebruikt om bij benadering gecollimeerd licht te produceren. Vele soorten lenzen kunnen ook gecollimeerd licht van puntbronnen produceren.

Weergavesysteem in vluchtsimulatoren dat gebruik maakt van gecollimeerd lichtEdit

Diagram van een weergavesysteem met gecollimeerd licht, gezien vanaf de zijkant van een vluchtsimulator

Dit principe wordt gebruikt in volledige vluchtsimulatoren (FFS), die over speciaal ontworpen systemen beschikken om beelden van de Out-The-Window (OTW)-scène weer te geven voor de piloten in de nagebouwde vliegtuigcabine.

In vliegtuigen waarin twee piloten naast elkaar zitten, zou, als de OTW-beelden voor de piloten op een scherm zouden worden geprojecteerd, de ene piloot het juiste beeld zien, maar de andere zou een beeld zien waarin sommige objecten in de scène onder een onjuiste hoek zouden staan.

Om dit te voorkomen, wordt in het visuele displaysysteem van de simulator gebruikgemaakt van gecollimeerde optiek, zodat de OTW-scène door beide piloten wordt gezien op een verre focus in plaats van op de brandpuntsafstand van een projectiescherm. Dit wordt bereikt door een optisch systeem dat de piloten in staat stelt het beeld te zien in een spiegel die een verticale kromming heeft, waarbij de kromming het mogelijk maakt dat het beeld door beide piloten op afstand wordt gezien, zodat zij in wezen dezelfde OTW-scène zien zonder enige vervorming. Aangezien het licht dat bij het oogpunt van beide piloten aankomt uit verschillende hoeken ten opzichte van het gezichtsveld van de piloten komt als gevolg van verschillende projectiesystemen die in een halve cirkel boven de piloten zijn opgesteld, kan het gehele displaysysteem niet worden beschouwd als een gecollimeerd beeldscherm, maar als een displaysysteem dat gebruik maakt van gecollimeerd licht.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.