Lazer Kolimatör Nedir?
Kolimasyon kavramı oldukça eşsiz bir kavramdır ve laboratuvarlarda düzenlemeler yapmak için kullanılan bir bakış açısıdır. Aynı zamanda astronomide hayati bir rol oynamaktadır. Bugünün standart 8 inç teleskopları uzak kuasarları ve galaksileri görebilir, bu sıradan teleskoplar bu uzak nesneleri nasıl netleştirmektedir. Yanıt, bugünün teleskoplarının çoğunlukla lazer veya optik kolimatörlerle beraber gelmesidir. Bir lazer kolimatörün ne olduğuna […]
Kolimasyon kavramı oldukça eşsiz bir kavramdır ve laboratuvarlarda düzenlemeler yapmak için kullanılan bir bakış açısıdır. Aynı zamanda astronomide hayati bir rol oynamaktadır. Bugünün standart 8 inç teleskopları uzak kuasarları ve galaksileri görebilir, bu sıradan teleskoplar bu uzak nesneleri nasıl netleştirmektedir. Yanıt, bugünün teleskoplarının çoğunlukla lazer veya optik kolimatörlerle beraber gelmesidir. Bir lazer kolimatörün ne olduğuna bakmadan evvel, öncelikle bir ışın demetinin ne anlama geldiğini öğrenmek gerekir.
Kollimasyon Nedir?
Işık rastgele bir kırılma nesnesinden geçtiğinde, belli bir ölçüde kırınım geçirmektedir. Işık demetleri parçalar ve gözlemcilere erişmez; ayrıca paralel ışık ışınlarına değil, dağınık açılara sahiptirler. Öte yandan, ortaklaşa bir ışık demeti, fazla paralel ışık ışınlarına sahip olan bir ışık demetidir. Böylece, kolimasyonu dağınık ışığı çok rakamda paralel ışınla bir ışık demetine dönüştürme süreci olarak belirlenmektedir. Ortaklaşa bir ışık huzmesi, düşük huzme sapması olan bir hüzmedir tipik olarak bir lazer huzmesi, böylece huzme yarıçapı orta yayılım mesafelerinde ehemmiyetli farklılıklara uğramamaktadır. Kolay ve sık karşılaşılan Gauss kirişleri gidişatında, Rayleigh uzunluğunun öngörülen dağılma mesafesine mukayeseyle uzun olması gerektiği anlamına gelmektedir. Bir kolimatör ışık demeti daralan bir aygıttır. Bir ışık demetinin daralmasının iki anlamı olabilmektedir. Birincisi, ışık demetini belli bir istikamette tertip etmek, ikincisi ise, bir ışının uzamsal enine kesitini küçülmek anlamına gelmektedir.
Lazer Işını Nasıl Bir Araya Gelir?
Lazer, yüksek yoğunluklu monokromatik ışığın meblağlı bir ışınını üreten bir makine olarak belirlenebilmektedir. Sivillerin kullandığı bayağı lazerlerin çoğu lazer diyotlarıdır. Laboratuvarlarda bulunan gaz veya kristal lazer muadillerinin aksine, lazer diyotlar ciddi bir ıraksama seviyesine sahiptir. Bir diyot lazer ışınının düşük dalga önü niteliği, şiddetli astigmatizması ve eliptik meseleleri bulunmaktadır. Bir lazer diyottaki astigmatizma genellikle lazer diyottan gelen lazer ışınının karşı karşıya olduğu sapma seviyesini ifade etmektedir. Ayrıca Eliptik ışınlar lazerin kenarlarından azıcık sızmasını sağlayabilmektedir; muhteşem bir nokta oluşturmak yerine, minik bir elips oluşturmaktadırlar. Bu meselelerin her ikisi de birkaç optik düzenleme kullanılarak düzenlenebilmektedir.
Lazer diyot ışını toplamanın en kolay ve popüler yolu, tek bir asferik lens kullanmaktır. Bu lensin odak uzaklığı ne kadar büyük olursa, ışınlama sonrası ışın çapı o kadar büyük olmaktadır. Ayrıca, misalin, bir ortaklaşa kirişin kiriş yarıçapını genişletmek için belli bir kiriş ayarlaması yapılması gerekiyorsa, genellikle iki mercek sistemi kullanılmaktadır ve buna- teleskop denmektedir. Olumsuz odak uzunluğuna sahip bir mercek ve ötekiyi pozitif olan bir mercek, ışını toplamak ve genişletmek veya daraltmak için bir montaj oluşturmaktadır. Eliptik problemi düzenlemek için, elips biçiminde yavaş dingil istikametinde genişleyerek veya süratli dingil istikametinde sıkıştırarak bir araya gelen bir eliptik ışın daireselleştirilebilmektedir.
Teleskopta Lazer Kolimatör
Bir lazer kolimatör, yansıtıcı teleskopun optiklerini uygun biçimde hizalamaya izin vermektedir. İlk olarak, ikincil aynanın doğrudan ilk aynanın ortasını gösterip göstermediğini tanımlamak için lazer kolimatörü kullanılmaktadır. Yapılan ilk şey, lazer kolimatörü teleskopun borusundan parlatmaktır. Lazer kolimatörün rastgele bir hareket olmadan sıkıca yerine oturduğundan emin olunmalıdır. Bu, lazer kolimatörün rastgele bir bükülme ya da kayma olmadan doğru hizalanmasını sağlamaktadır. Lazer ışını ikincil aynayı yansıtacak ve ilk aynaya erişecektir. İlk ayna genellikle üzerinde minik bir işaretleme bandına sahiptir. Lazer bu işaretçiye çarpacak biçimde hizalanmakta ve ikincil ayna daha sonra buna göre yönlendirilmekte ve odaklanmaktadır.
Lazerin çarpışması çok iyi bir sebepten dolayı yapılmaktadır. Teorik olarak görüntünün odağını ebedide hizalamaya ve bu, uzak gök cisimlerinin netliğini artırmaya dayanakçı olmaktadır. Teleskoplarda çarpışmak için lazerin neden kullanıldığını açıklayabilecek teorik bir misali ele alalım. Toplama meseleyi uzak nesneler nokta kaynakları olarak göründüğünde ortaya çıkmaktadır. Ne yazık ki, hiçbir şey hakikat bir nokta kaynağı değildir ve nokta kaynağı y1 yarıçapına ve maksimum θ1 açı ışınına sahipse kaynağın ebadı rastgele bir hesaplamaya dâhil edilmelidir. Bu kaynaktan elde edilen çıktıyı f odak uzaklığına sahip bir mercek kullanarak toplarsak, netice y2 = θ1f yarıçapına ve angle2 = y1 / f yarıçapına sahip bir ışın olacaktır. Hangi lens kullanılırsa kullanılsın, ışın yarıçapı ve ışın sapmasının karşılıklı bir ilişkiye sahip olduğuna dikkat edilmelidir. Dolayısıyla, odak noktası ebedî olacaksa, ışın açısının sıfır olmasına neden olmaktadır ve böylece ışık demetini toplamaktadır.
Laboratuarlarda Lazer Kollimasyonu
Kirişli lazer ışınları laboratuar montajlarında çok verimlidir, zira ışın yarıçapı takribî olarak değişmez kalmaktadır, bu sebeple optik bileşenler arasındaki mesafeler ekstra optik uygulanmadan basitçe değiştirilebilmekte ve fazla ışın yarıçapları önlenmektedir. Çoğu katı hal lazeri natürel olarak bir araya gelen ışınlar yaymaktadır; bir düz çıkış kuplörü çıkışta düz dalga önlerini başka bir deyişle bir ışın bel güçler ve ışın bel genellikle fazla sapmayı önlemek için yeterince büyüktür. Bununla beraber, kenar yayan lazer diyotlar, eforlu bir biçimde sapan ışınlar yaymaktadırlar ve bu sebeple çoğunlukla kolimasyon optikleri ile donatılmıştır. En azından bir süratli dingil kolimatörü ile süratli güzergahtaki eforlu sapmayı büyük miktarda eksiltmektedir. Lifler için, kolay bir optik lens genellikle kolimasyon için yeterli olabilmektedir, ancak ışın niteliği asferik bir lensle daha iyi korunabilmektedir.