Wiązka kolimowana

maj 15, 2021
admin

LaseryEdit

Światło lasera z laserów gazowych lub kryształowych jest silnie kolimowane, ponieważ jest formowane we wnęce optycznej między dwoma równoległymi lustrami, które ograniczają światło do ścieżki prostopadłej do powierzchni luster. W praktyce, lasery gazowe mogą wykorzystywać zwierciadła wklęsłe, zwierciadła płaskie lub kombinację obu. Rozbieżność wysokiej jakości wiązek laserowych jest zwykle mniejsza niż 1 miliradian (3,4 arcmin), a może być znacznie mniejsza w przypadku wiązek o dużej średnicy. Diody laserowe emitują mniej skolimowane światło z powodu ich krótkiej wnęki, a zatem wyższa kolimacja wymaga soczewki kolimacyjnej.

Światło synchrotronoweEdit

Światło synchrotronowe jest bardzo dobrze skolimowane. Jest ono wytwarzane przez zginanie relatywistycznych elektronów (tj. poruszających się z prędkościami relatywistycznymi) wokół toru kołowego. Gdy elektrony poruszają się z prędkościami relatywistycznymi, powstające promieniowanie jest silnie skolimowane, co nie występuje przy niższych prędkościach.

Odległe źródłaEdit

Światło gwiazd (innych niż Słońce) dociera na Ziemię dokładnie skolimowane, ponieważ gwiazdy są tak odległe, że nie mają wykrywalnych rozmiarów kątowych. Jednakże, z powodu załamania i turbulencji w atmosferze ziemskiej, światło gwiazd dociera do Ziemi lekko niekolimowane z pozorną średnicą kątową około 0,4 arcseconds. Bezpośrednie promienie światła słonecznego docierają do Ziemi niekolimowane o pół stopnia, jest to średnica kątowa Słońca widzianego z Ziemi. Podczas zaćmienia Słońca, światło słoneczne staje się coraz bardziej skolimowane, ponieważ powierzchnia widzialna kurczy się do cienkiego półksiężyca, a ostatecznie do małego punktu, powodując zjawisko wyraźnych cieni i pasm cienia.

Soczewki i zwierciadłaEdit

Przykład optycznej soczewki kolimacyjnej.

Doskonałe zwierciadło paraboliczne doprowadzi równoległe promienie do ogniska w jednym punkcie. I odwrotnie, źródło punktowe w ognisku zwierciadła parabolicznego wytworzy wiązkę światła skolimowanego, tworząc kolimator. Ponieważ źródło musi być małe, taki układ optyczny nie może wytwarzać dużej mocy optycznej. Zwierciadła sferyczne są łatwiejsze do wykonania niż zwierciadła paraboliczne i są często używane do wytwarzania światła w przybliżeniu skolimowanego. Wiele typów soczewek może również wytwarzać światło kolimowane ze źródeł punktowych.

System wyświetlania w symulatorach lotu, który wykorzystuje światło kolimowaneEdit

Schemat systemu wyświetlania światła kolimowanego, widziany z boku symulatora lotu

Ta zasada jest wykorzystywana w pełnych symulatorach lotu (FFS), które mają specjalnie zaprojektowane systemy do wyświetlania obrazów sceny poza oknem (OTW) pilotom w kabinie repliki samolotu.

W samolotach, w których dwóch pilotów siedzi obok siebie, jeśli obraz OTW byłby wyświetlany przed pilotami na ekranie, jeden pilot widziałby prawidłowy widok, ale drugi widziałby widok, w którym niektóre obiekty w scenie byłyby pod niewłaściwymi kątami.

Aby tego uniknąć, optyka kolimacyjna jest używana w systemie wyświetlania wizualnego symulatora, tak że scena OTW jest widziana przez obu pilotów w odległym ognisku, a nie w odległości ogniskowej ekranu projekcyjnego. Osiąga się to dzięki systemowi optycznemu, który pozwala na oglądanie obrazu przez pilotów w lustrze o pionowej krzywiźnie, krzywiźnie umożliwiającej oglądanie obrazu w odległym ognisku przez obu pilotów, którzy widzą wtedy zasadniczo tę samą scenę OTW bez żadnych zniekształceń. Ponieważ światło docierające do punktu oczu obu pilotów jest pod różnymi kątami w stosunku do pola widzenia pilotów ze względu na różne systemy projekcyjne rozmieszczone w półokręgu nad pilotami, cały system wyświetlania nie może być uważany za wyświetlacz kolimacyjny, lecz za system wyświetlania wykorzystujący światło kolimacyjne.

.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.