Войти
На нижнем рисунке свет коллимирован. A Коллимированный луч из свет или другое электромагнитное излучение имеет параллельные лучи и поэтому будет минимально распространяться при распространении. Идеально сколлимированный световой луч без расходимости не будет рассеиваться с расстоянием. Однако дифракция предотвращает создание любого такого луча.
Свет можно приблизительно коллимировать с помощью ряда процессов, например, с помощью коллиматора. Иногда говорят, что идеально коллимированный свет сфокусирован на бесконечности. Таким образом, по мере увеличения расстояния от точечного источника сферические волновые фронты становятся более плоскими и ближе к плоским волнам, которые идеально коллимированы.
Другие формы электромагнитного излучения также могут быть коллимированы. В радиологии, рентгеновские лучи коллимируются, чтобы уменьшить объем облучаемой ткани пациента и удалить паразитные фотоны, снижающие качество рентгеновского изображения ("пленка туман"). В сцинтиграфии коллиматор гамма-излучения используется перед детектором, чтобы позволить обнаруживать только фотоны, перпендикулярные поверхности.
Слово «коллимат» происходит от латинского глагола collimare, который возник в результате неправильного прочтения слова collineare, «направлять по прямой линии»..
Лазерный свет газовых или кристаллических лазеров сильно коллимирован, поскольку он формируется в оптическом резонаторе между двумя параллельными зеркала, которые ограничивают свет по траектории, перпендикулярной поверхностям зеркал. На практике в газовых лазерах можно использовать вогнутые зеркала, плоские зеркала или их комбинацию. расходимость высококачественных лазерных лучей обычно меньше 1 миллирадиана (3,4 угловых минут ) и может быть намного меньше для лучей большого диаметра. Лазерные диоды излучают менее коллимированный свет из-за их короткого резонатора, поэтому для более высокой коллимации требуется коллимирующая линза.
Синхротронный свет очень хорошо коллимирован. Он создается путем изгиба релятивистских электронов (то есть тех, которые движутся со скоростью релятивистских ) по круговой дорожке. Когда электроны находятся на релятивистских скоростях, результирующее излучение сильно коллимировано, что не происходит при более низких скоростях.
Свет от звезд ( кроме Солнца ) прибывает на Землю в точном коллимированном виде, поскольку звезды находятся так далеко, что их угловой размер не поддается обнаружению. Однако из-за рефракции и турбулентности в атмосфере Земли звездный свет попадает на землю немного неколлимированным с видимым угловым диаметром , равным примерно 0,4 угловой секунды. Прямые лучи света от Солнца достигают Земли, не коллимированные на половину градуса, что составляет угловой диаметр Солнца, если смотреть с Земли. Во время солнечного затмения свет Солнца становится все более коллимированным, поскольку видимая поверхность сжимается до тонкого серпа и, в конечном итоге, маленькой точки, создавая явления отчетливых теней и полос теней..
Пример оптической коллимирующей линзы. Совершенное параболическое зеркало фокусирует параллельные лучи в одной точке. И наоборот, точечный источник в фокусе параболического зеркала будет создавать пучок коллимированного света, создающий коллиматор. Поскольку источник должен быть небольшим, такая оптическая система не может производить большую оптическую мощность. Сферические зеркала изготовить проще, чем параболические зеркала, и их часто используют для получения приблизительно коллимированного света. Многие типы линз также могут излучать коллимированный свет от точечных источников.
Схема системы отображения коллимированного света, вид сбоку имитатора полета Этот принцип используется в полнопилотажных тренажерах (FFS), у которых есть специально разработанные системы для отображения изображений Out-The-Window (OTW) для пилотов в кабине реплики самолета.
В самолете, где два пилота сидят бок о бок, если изображение OTW проецируется перед пилотами на экране, один пилот будет видеть правильный вид, а другой - вид, в котором некоторые объекты в сцена будет под неправильным углом.
Чтобы избежать этого, в системе визуального отображения симулятора используется коллимированная оптика, так что сцена OTW видна обоим пилотам на удаленном фокусе, а не на фокусном расстоянии проекционного экрана. Это достигается с помощью оптической системы, которая позволяет пилотам видеть изображение в зеркале, имеющем вертикальную кривизну, кривизна позволяет видеть изображение в удаленном фокусе обоим пилотам, которые затем видят по существу одну и ту же сцену OTW. без искажений. Поскольку свет, попадающий в точку взгляда обоих пилотов, находится под разными углами к полю зрения пилотов из-за различных систем проецирования, расположенных полукругом над пилотами, всю систему отображения нельзя рассматривать как коллимированный дисплей, но система отображения, использующая коллимированный свет.
«Коллимация» относится ко всем оптическим элементам в приборе, находящимся на их разработанной оптической оси. Это также относится к процессу настройки оптического инструмента таким образом, чтобы все его элементы располагались на заданной оси (линейно и параллельно). Применительно к телескопу этот термин относится к тому факту, что оптическая ось каждого оптического компонента должна быть центрирована и параллельна, чтобы коллимированный свет выходил из окуляра. Большинство любительских телескопов-рефлекторов необходимо повторно коллимировать каждые несколько лет для поддержания оптимальных характеристик. Это можно сделать с помощью простых визуальных методов, таких как осмотр оптического блока без окуляра, чтобы убедиться, что компоненты выровнены, с помощью окуляра Чешира или с помощью простого лазерного коллиматора или автоколлиматор. Коллимацию также можно проверить с помощью интерферометра сдвига, который часто используется для проверки лазерной коллимации.
«Деколлимация» - это любой механизм или процесс, который заставляет луч с минимально возможной расходимостью луча расходиться или сходиться от параллельности. Деколлимация может быть преднамеренной по системным причинам или может быть вызвана многими факторами, такими как показатель преломления неоднородности, окклюзии, рассеяние, отклонение, дифракция, отражение и преломление. Необходимо учитывать деколлимацию, чтобы полностью обработать многие системы, такие как радио, радар, гидролокатор и оптические средства связи.
