Τι είναι ένα χωρικό φίλτρο;

Ένα χωρικό φίλτρο είναι μια συσκευή που χρησιμοποιείται για την αλλαγή ή τη διόρθωση των εκτροπών σε συνεκτικές εξόδους πηγής φωτός. Οι εκτροπές είναι ανεπιθύμητα χαρακτηριστικά στην προβαλλόμενη δέσμη φωτός που προκαλούνται από κακώς κατασκευασμένα, βρώμικα ή κατεστραμμένα οπτικά, που συχνά χαρακτηρίζονται από ασθενείς, ομόκεντρους δακτυλίους φωτός γύρω από την κεντρική δέσμη. Το χωρικό φίλτρο αποτελείται συνήθως από έναν φακό που εστιάζει τη δέσμη φωτός και τη περνά μέσα από ένα μικροσκοπικό άνοιγμα. Αυτό επιτρέπει να περάσει μόνο το επιθυμητό τμήμα της δοκού, ενώ αποκλείονται οι εκτροπές. Τα χωρικά φίλτρα χρησιμοποιούνται συνήθως για την αφαίρεση ατελειών από πηγές φωτός υψηλής έντασης, ακριβείας όπως τα λέιζερ.

Η ακεραιότητα των πηγών φωτός υψηλής έντασης, λεπτώς εστιασμένων ή συνεκτικών πηγών φωτός εξαρτάται από έναν αριθμό στοιχείων, τα πιο σημαντικά είναι η ποιότητα των οπτικών που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία της δέσμης φωτός. Ζητήματα όπως τα κακά πρότυπα παραγωγής, η μόλυνση και κάθε είδους ζημιά μπορεί να προκαλέσουν εκτροπές ή ατέλειες στην έξοδο φωτός. Αυτά μπορεί να επηρεάσουν τη δέσμη σε τέτοιο βαθμό ώστε να μην εκτελεί πλέον τη λειτουργία που προορίζεται, ιδιαίτερα στην περίπτωση συσκευών υψηλής ακρίβειας όπως τα λέιζερ. Οι εκτροπές είναι συχνά ορατές ως ασαφείς, ομόκεντροι δακτύλιοι ασθενέστερου φωτός γύρω από την κεντρική δέσμη εξόδου.

Μια κοινή μέθοδος για την αποκατάσταση της επιθυμητής πιστότητας των εξόδων φωτός είναι η χρήση ενός χωρικού φίλτρου. Αυτές οι συσκευές εστιάζουν εκ νέου το φως και φιλτράρουν τα ανεπιθύμητα μέρη της δέσμης, αφήνοντας μόνο την αρχική έξοδο. Αυτό επιτυγχάνεται εστιάζοντας τη δέσμη φωτός χρησιμοποιώντας ξεχωριστό φακό και κατευθύνοντάς την σε παχιά αλουμινόχαρτο με πολύ μικρό άνοιγμα ή οπή στην επιφάνειά της. Το μέγεθος της οπής υπολογίζεται προσεκτικά για να ταιριάζει με την εστιακή απόσταση των φακών που χρησιμοποιούνται στη συσκευή, το μήκος κύματος της δέσμης και την έκταση των ατελειών που υπάρχουν στη δέσμη.

Αυτή η διαδικασία εμποδίζει αποτελεσματικά τα παρεκκλίνοντα τμήματα που υπάρχουν στη δέσμη φωτός, επιτρέποντας μόνο στο επιθυμητό τμήμα να περάσει μέσα από το άνοιγμα. Η διαδικασία επιτρέπει εξαιρετικά υψηλή πιστότητα στην προκύπτουσα απόδοση φωτός. Ωστόσο, το μέγεθος του διαφράγματος του χωρικού φίλτρου είναι κρίσιμο και μικροί εσφαλμένοι υπολογισμοί μπορεί να έχουν δυσμενή επίδραση στη δέσμη εξόδου. Εάν η τρύπα είναι πολύ μικρή, μπορεί να προκληθεί σημαντική απώλεια ισχύος, ενώ, εάν είναι πολύ μεγάλη, θα πραγματοποιηθεί μικρό ή καθόλου φιλτράρισμα εκτροπής. Σε πολλές συσκευές χωρικού φίλτρου που διατίθενται στο εμπόριο, χρησιμοποιούνται επίσης αντικειμενικοί φακοί μικροσκοπίου λόγω της εγγενούς υψηλής ποιότητάς τους.