레이저 콜리 미터는 빛의 빔을 좁히는 데 사용되는 장치입니다. 그것은 특정 방향으로 빛의 빔을 배열하거나 빔의 공간 단면을 줄여서 더 작게 만드는 데 사용될 수 있습니다. 레이저 콜리메이터는 종종 레이저 빔을 공동화하는 데 사용되며, 이는 산란 된 빛의 빔을 평행 한 광선의 빔으로 변환하는 것을 의미합니다.
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시준의 개념은 상당히 독특합니다. 실험실에서는 시야 각도로 수정하고 천문학에서 중요한 역할을합니다. 오늘날의 표준 8 인치 망원경은 먼 퀘이사와 은하를 볼 수 있지만, 그러한 일반적인 망원경은 어떻게 그러한 먼 물체를 볼 수있는 명확성을 얻었습니까? 대답은 오늘날의 망원경에는 주로 레이저 또는 광학 콜리메이터와 함께 제공됩니다. 레이저 콜리메이터가 무엇인지 살펴보기 전에 먼저 빔의 시준이 실제로 무엇을 의미하는지 이해해 보겠습니다.
collimation 란 무엇입니까?
빛이 굴절 물체를 통과 할 때마다 일정량의 회절이 발생합니다. 빛의 광선은 흩어져 있으며 관찰자에게 도달하지 않습니다. 또한, 그들은 평행 한 광선이 아니라 오히려 흩어진 각도를 가지고 있습니다.
반면에 시준 된 빛의 광선은 극도의 평행 광선을 갖는 광선입니다. 따라서, 우리는 흩어져있는 빛을 많은 수의 평행 광선으로 빛의 빔으로 변환하는 과정으로 시준을 정의 할 수 있습니다. 시준화 된 광선은 빔 반경이 적당한 전파 거리 내에서 상당한 변화를 겪지 않도록 낮은 빔 발산이있는 빔 (일반적으로 레이저 빔)입니다. 가우스 빔의 단순하고 자주 만나는 경우에, 이것은 구상 전파 거리에 비해 Rayleigh 길이가 길어야 함을 의미합니다.
콜리 미터 빛의 빔을 좁히는 장치입니다. 빛의 좁은 좁은 것은 두 가지 의미를 가질 수 있습니다. 첫 번째는 특정 방향으로 빛의 빔을 배열하는 것을 의미합니다. 두 번째는 빔의 공간 단면을 더 작게 줄이는 것을 의미합니다.
레이저가 어떻게 시합되는지
레이저는 고강도 단색 조명의 일관된 빔을 생성하는 장치로 정의 될 수 있습니다. 민간인이 사용하는 일반적인 레이저의 대부분은 레이저 다이오드입니다. 실험실에 존재하는 가스 또는 결정 레이저 대응 물과 달리, 레이저 다이오드는 심각한 수준의 발산을 가지고 있습니다. 다이오드 레이저 빔은 파면 품질이 낮고 심각한 난시성 및 타원 문제가 있습니다. 레이저 다이오드에서의 비점은 일반적으로 레이저 다이오드의 레이저 빔이 향하는 수차 수준을 나타냅니다. 타원형 빔은 또한 레이저가 가장자리에 약간의 블리드를 만들 수 있습니다. 완벽한 지점을 형성하기보다는 작은 타원을 형성합니다. 이 두 가지 모두 몇 가지 광학 보정을 사용하여 수정할 수 있습니다.
클라이스트중인 레이저의 도식 다이어그램.
레이저 다이오드 빔을 공동화하는 가장 간단하고 인기있는 방법은 단일 비구 렌즈를 사용하는 것입니다. 이 렌즈의 초점 길이가 클수록 빔 직경이 더 클수록 시합 후에도 빔 직경이 커집니다. 또한, 예를 들어, 시준 된 빔의 빔 반경을 확장하기 위해 특정 빔 조정을 해야하는 경우, 소위 망원경 인 2 렌즈 시스템이 종종 사용됩니다. 초점 길이가 음의 한 렌즈이고 다른 렌즈는 양의 렌즈를 가진 렌즈는 빔을 콜링하고 확장하거나 축소하기위한 설정을 만듭니다. 타원형 문제를 해결하기 위해, 타원의 느린 축 방향으로 팽창하거나 빠른 축 방향으로 압축하여 시준화 된 타원형 빔을 원형화 할 수 있습니다.
망원경의 레이저 콜리메이터
레이저 콜리메이터를 사용하면 반사 망원경의 광학을 편리하게 정렬 할 수 있습니다. 먼저, 레이저 콜리메이터를 사용하여 2 차 미러 의지 여부를 결정합니다. 1 차 거울의 중앙을 직접 가리키고 있습니다 .
가장 먼저하는 일은 망원경 튜브를 통해 레이저 콜리메이터를 비추는 것입니다. 레이저 콜리메이터가 움직이지 않고 단단히 제자리에 있는지 확인해야합니다. 이렇게하면 플렉스 나 플롭없이 레이저 콜리메이터의 올바른 정렬을 보장합니다.
레이저 빔은 2 차 미러를 반사하고 1 차 거울에 도달합니다. 기본 거울에는 일반적으로 작은 마킹 테이프가 있습니다. 레이저는이 마커에 맞게 정렬되며 2 차 미러는 그에 따라 방향을 지향하고 집중합니다.
레이저의 시준은 아주 좋은 이유로 이루어집니다. 이론적으로 이미지의 초점을 무한대로 정렬하는 데 도움이됩니다. 이것은 원거리 천상의 대상의 명확성을 높이는 데 도움이됩니다. 레이저가 왜 망원경에서 협업하는 데 사용되는지 설명 할 수있는 이론적 예를 고려해 봅시다.
물체가 멀리있을 때 빛의 시준.
콜리 미팅 문제는 먼 물체가 포인트 소스로 나타날 때 발생합니다. 불행히도, 포인트 소스의 반경이 Y1이고 최대 각도 θ1의 광선이있는 경우, 진정한 포인트 소스가 없으며 소스의 크기는 계산에 포함되어야합니다. 초점 길이 F가있는 렌즈를 사용 하여이 소스의 출력을 공동화하면 결과는 반경 y2 =θ1f 및 발산 각도 θ2 =y1/f의 빔이됩니다. 어떤 렌즈를 사용하든 빔 반경과 빔 발산은 상호 관계가 있습니다. 따라서 초점이 무한대라면 광선 각도가 0이되어 빛의 빔을 충돌시킵니다.
.Labs in Laser Collimation
(이미지 크레디트 :picryl.com)
빔 반경이 대략 일정하게 유지되므로 시준 레이저 빔은 실험실 설정에서 매우 유용하므로 광학 구성 요소 사이의 거리는 추가 광학을 적용하지 않고 쉽게 변할 수 있으며 과도한 빔 반경은 피할 수 있습니다. 대부분의 고체 레이저는 자연스럽게 시합 된 빔을 방출합니다. 평평한 출력 커플러는 출력에서 평평한 파면 (즉, 빔 허리)을 강화하고 빔 허리는 일반적으로 과도한 발산을 피할 수있을 정도로 크다. 그러나 가장자리 방출 레이저 다이오드는 빔을 강하게 방출하므로 종종 콜리 화 광학이 장착되어 적어도 빠른 축의 콜리 메이터와 함께“빠른”방향으로 강한 발산을 줄입니다. 섬유의 경우, 간단한 광학 렌즈는 종종 시준에 충분할 수 있지만, 빔 품질은 비스 페릭 렌즈, 특히 큰 수치 조리개가있는 단일 모드 섬유의 경우 더 잘 보존 될 수 있지만
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