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À Considérer pour la Collimation

À Considérer pour la Collimation

Un faisceau de lumière est dit "collimaté" lorsque tous les rayons du faisceau sont parallèles entre eux. Pour produire de la lumière collimatée, vous pouvez soit placer une source infinitésimalement petite à exactement une distance focale d’un système optique avec une distance focale positive, ou vous pouvez observer le point source d’infiniment loin. Dans le monde réel, aucun de ces scénarios n’est possible. Par ailleurs, la théorie de la diffraction nous dit que même si l’un de ces scénarios était possible, il existerait encore quelques divergences.

Pour calculter la divergence d’un faisceau collimaté, deux facteurs doivent être pris en compte : la distance focale du système de collimation et la taille de la source lumineuse. L’équation qui suit estime approximativement la divergence d’un faisceau collimaté :

(1)$$ \text{Divergence} \approx \frac{\text{Taille de la Source}}{\text{Distance Focale du Collimateur}} $$

Pour parvenir à une collimation idéale, la taille de la source d’éclairage doit être réduite ou la distance focale du système de collimation doit être augmentée. Veuillez noter que plus vous augmentez la distance focale, plus le système s'éloignera de la source. Cela signifie que moins de lumière sera captée par le système de collimation et que la puissance globale du faisceau résultante sera réduite.

Un certain degré de divergence sera toujours présent lors de la collimation de la lumière. Dans les illustrations qui suivent, les deux systèmes produisent de la lumière collimatée. Les Figures 2 et 4 ont cependant une plus grande divergence comparées aux Figures 1 et 3, à cause de leur sources plus larges. Les Figures 2 et 4 peuvent être assimilées à un regroupement de sources ponctuelles étroitement espacées. Pris individuellement, chaque point crée un faisceau de rayons parallèles, mais une série de sources ponctuelles créera un faisceau comprenant quelques divergences. La divergence est due au fait que lorsque la taille de la source augmente, la source s'éloigne de l’axe optique, ce qui fait que la différence d'angle entre le faisceau de rayons résultant et l’axe optique augmente.

Figure 1: Ideal Point Source with a Refractive Collimator
Figure 1 : Source Ponctuelle Idéale avec un Collimateur de Réfraction
Figure 2: Real Source with Height y and a Refractive Collimator
Figure 2 : Source Réelle avec une Hauteur y et un Collimateur de Réfraction
Figure 3: Ideal Point Source with a Reflective Collimator
Figure 3 : Source Ponctuelle Idéale avec un Collimateur de Réfraction
Figure 4: Real Source with Height y and a Reflective Collimator
Figure 4 : Source Réelle avec une Hauteur y et un Collimateur de Réfraction

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