Kollimator
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Der Kollimator (latein.) ist ein Gerät zur Erzeugung eines parallelen Strahlenverlaufs, so wie ihn ein unendlich entferntes Objekt erzeugt. Verwendet wird er zur Selektion von Strahlungsquellen. Die Optik nutzt ihn als Baugruppe in Messeinrichtungen oder als Hilfsmittel zur Justage optischer Geräte.
[Bearbeiten] Kollimator für sichtbares Licht
Der Aufbau für sichtbares Licht besteht im einfachsten Fall aus einer Lochblende (B) und einer Sammellinse (L). Die Lichtquelle, am linken Rand der Skizze als Glühlampe dargestellt, gehört strenggenommen nicht mehr zum Kollimator. Ihr Licht beleuchtet die Blende, die sich in der Brennebene der Linse befindet. Gemäß der Newtonschen Abbildungsgleichung wird die Blende ins Unendliche projiziert.
Blende und Linse sind häufig von einem innen geschwärzten Tubus umgeben, um Streulicht fern zu halten. Um Abbildungsfehler zu reduzieren, wird die einzelne Linse durch ein mehrlinsiges Objektiv ersetzt. Bei noch höheren Anforderungen empfehlen sich Autokollimationsverfahren. Halbdurchlässige Spiegel ermöglichen hierbei die Linse des Kollimators gleichzeitig als Objektiv des Messinstruments zu benutzen, und so Linsen- und Aufbaufehler weitestgehend zu eliminieren. Kleinste Winkel oder Radien gekrümmter Flächen können so vermessen werden.
In Richtungs- und Fluchtungsmesseinrichtungen erzeugt man mit einem Kollimator die Referenzmarke. Statt der Blende verwendet man dann Fadenkreuz, Strichplatte oder Skalen.
Die Amateurastronomie benutzt den Kollimator als Hilfsmittel zur Justage von Fernrohren.
[Bearbeiten] Kollimator für Röntgen-, Gammastrahlung oder Teilchen
siehe Kollimatorblende
Da für hochenergetische Strahlung die Verwendung von Linsen ausscheidet, bleibt hier nur die Absorption als Möglichkeit. Typischerweise verwendet man Bleiblöcke, die mit einer Vielzahl von dünnen Löchern durchbohrt sind. Nur Strahlung annähernd in Richtung der Bohrung kann den Kollimator passieren. Schräg dazu verlaufende wird absorbiert. Dabei tritt ein Intensitätsverlust von über einem Faktor 100 auf.
Einsatzgebiete sind (medizinische) Bildgebung, Referenzstrahlungsquellen und Strahlungsdetektoren mit ausgeprägter Vorzugsrichtung.
[Bearbeiten] Literatur
- Friedrich Kohlrausch: Praktische Physik, Band 2, 24. neubearb. u. erw. Aufl., 1996, ISBN 3-519-23002-X
- Kap 6.1 Geometrische Optik
- Kap 7.3 Strahlungsquellen, Referenzstrahlungquellen
- Bergmann, Schäfer: Lehrbuch d. Experimental Physik, Band 3 Optik, 8. Aufl.
- Max Born: Optik, 3. Aufl, 1972, ISBN 3-540-05954-7
