Wat is een ruimtelijk filter?
Een ruimtelijk filter is een apparaat dat wordt gebruikt om afwijkingen in coherente lichtbronuitgangen te wijzigen of te corrigeren. Afwijkingen zijn ongewenste eigenschappen in de geprojecteerde lichtstraal veroorzaakt door slecht gemaakte, vuile of beschadigde optica, vaak gekenmerkt door zwakke, concentrische lichtringen rond de centrale straal. Het ruimtelijke filter bestaat typisch uit een collimatorlens die de lichtstraal focust en door een klein diafragma passeert. Dit laat alleen het gewenste deel van de straal door terwijl de aberraties worden uitgesloten. Ruimtelijke filters worden vaak gebruikt om onvolkomenheden te verwijderen uit zeer precieze, precieze lichtbronnen zoals lasers.
De integriteit van zeer intensieve, fijngerichte of coherente lichtbronnen zijn afhankelijk van een aantal elementen, waarvan de belangrijkste de kwaliteit is van de optiek die wordt gebruikt bij het genereren van de lichtstraal. Kwesties zoals slechte productienormen, vervuiling en schade van welke aard dan ook kunnen ertoe leiden dat de lichtuitvoer afwijkingen of onvolkomenheden ontwikkelt. Deze kunnen de bundel zodanig beïnvloeden dat deze niet langer de beoogde functie vervult, met name in het geval van zeer nauwkeurige apparaten zoals lasers. Afwijkingen zijn vaak zichtbaar als fuzzy, concentrische ringen van zwakker licht rond de centrale outputstraal.
Een gebruikelijke methode voor het herstellen van de gewenste betrouwbaarheid van lichtoutputs is het gebruik van een ruimtelijk filter. Deze apparaten herfocussen het licht en filteren de ongewenste delen van de straal weg, waardoor alleen de originele output overblijft. Dit wordt bereikt door de lichtstraal te focussen met behulp van een afzonderlijke lens en deze te richten op dikke folieplaat met een zeer kleine opening of gat in het oppervlak. De grootte van het gat wordt zorgvuldig berekend op basis van de brandpuntsafstand van de lenzen die in het apparaat worden gebruikt, de golflengte van de straal en de omvang van de onvolkomenheden in de straal.
Deze procedure blokkeert effectief de afwijkende gedeelten die aanwezig zijn in de lichtstraal, waardoor alleen het gewenste gedeelte door de opening kan passeren. De procedure zorgt voor een extreem hoge betrouwbaarheid in de resulterende lichtopbrengst. De grootte van de opening van het ruimtelijke filter is echter kritisch en kleine misrekeningen kunnen een negatief effect hebben op de uitgangsbundel. Als het gat te klein is, kan een aanzienlijk vermogensverlies optreden, terwijl, als het te groot is, er weinig of geen filtering van aberratie zal plaatsvinden. In veel in de handel verkrijgbare ruimtelijke filterinrichtingen worden objectieven met microscopen ook gebruikt vanwege hun inherente hoge kwaliteit.