Che cos'è un filtro spaziale?
Un filtro spaziale è un dispositivo utilizzato per alterare o correggere le aberrazioni nelle uscite coerenti della sorgente luminosa. Le aberrazioni sono caratteristiche indesiderabili nel raggio di luce proiettata causate da ottiche mal fabbricate, sporche o danneggiate, spesso caratterizzate da anelli di luce deboli e concentrici attorno al raggio centrale. Il filtro spaziale è in genere costituito da una lente collimatrice che focalizza il raggio di luce e lo fa passare attraverso una minuscola apertura. Ciò consente il passaggio solo della parte desiderata del raggio escludendo le aberrazioni. I filtri spaziali sono comunemente usati per rimuovere le imperfezioni da sorgenti luminose di precisione ad alta intensità come i laser.
L'integrità delle sorgenti luminose ad alta intensità, finemente focalizzate o coerenti dipende da un numero di elementi, la più importante è la qualità dell'ottica utilizzata nella generazione del raggio di luce. Problemi come standard di produzione scadenti, contaminazione e danni di qualsiasi tipo possono far sì che l'emissione di luce sviluppi aberrazioni o imperfezioni. Questi possono influenzare il raggio in misura tale da non svolgere più la funzione prevista, in particolare nel caso di dispositivi ad alta precisione come i laser. Le aberrazioni sono spesso visibili come anelli sfocati e concentrici di luce più debole attorno al raggio di uscita centrale.
Un metodo comune per ripristinare la fedeltà desiderata delle emissioni luminose è l'uso di un filtro spaziale. Questi dispositivi riorientano la luce e filtrano le parti indesiderabili del raggio, lasciando solo l'uscita originale. Ciò si ottiene focalizzando il raggio luminoso utilizzando una lente separata e orientandolo su una lamina spessa con un'apertura molto piccola, o foro, nella sua superficie. La dimensione del foro viene calcolata attentamente per adattarsi alla lunghezza focale degli obiettivi utilizzati nel dispositivo, alla lunghezza d'onda del raggio e all'estensione delle imperfezioni presenti nel raggio.
Questa procedura blocca efficacemente le porzioni aberranti presenti nel raggio di luce, permettendo solo alla porzione desiderata di passare attraverso l'apertura. La procedura consente una fedeltà estremamente elevata nell'emissione luminosa risultante. La dimensione dell'apertura del filtro spaziale è critica, tuttavia, e piccoli calcoli errati possono avere un effetto negativo sul raggio di uscita. Se il foro è troppo piccolo, si può verificare una significativa perdita di potenza, mentre, se troppo grande, si verificherà un filtro aberrazione piccolo o assente. In molti dispositivi di filtro spaziale disponibili in commercio, vengono utilizzate anche lenti per obiettivi per microscopi a causa della loro intrinseca alta qualità.