Kollimierte

Kollimierte Strahlung bezeichnet einen Strahl, bei dem die Teilstrahlen annähernd parallel verlaufen. Die Divergenz ist minimiert, sodass der Strahl über längere Strecken nahezu geradlinig bleibt. Kollimation ist ein zentrales Prinzip in Optik, Lasertechnik, Astronomie und Teilchenphysik und dient der Vermeidung von Streuung, Verzerrungen und Abbildungsfehlern.

Die Herstellung kollimierter Strahlung erfolgt durch optische Bauteile und Anordnungen, die die Divergenz reduzieren. Typische Komponenten sind Kollimatoren, Linsensysteme, Blenden, Pinholes und räumliche Filter. In der Lasertechnik unterstützen zusätzlich Linsen, Spiegel oder Strahlvergrößerungssysteme die Erzeugung eines nahezu parallelen Strahls. Bei Teilchen- oder Röntgenstrahlung werden Blenden, Spiegel sowie magnetische oder elektrooptische Linsen eingesetzt, um die Geometrie des Strahls zu formen. Die erreichbare Divergenz hängt von Wellenlänge, Optikqualität und sorgfältiger Ausrichtung ab.

Anwendungen umfassen Spektroskopie, Mikroskopie, Lithografie, Metrologie sowie Laserbearbeitung. Kollimierte Strahlen erhöhen Auflösung, verringern Streuung und ermöglichen präzise Messungen oder Abbildungen. In der Grundlagenforschung dient die Kollimation auch der Charakterisierung von Strahlparametern und der Vergleichbarkeit von Experimenten.

Eigenschaften und Grenzen: Ein perfekter Kollimator existiert theoretisch nicht; reale Strahlen besitzen eine endliche Divergenz. Die Divergenz wird oft in Halbwerten gemessen; bei Laserstrahlen spielt ergänzend der M²-Parameter eine Rolle, der die Abweichung vom idealen Strahlprofil beschreibt. Die Praxisbegrenzungen ergeben sich aus Optikqualität, Chromatik, Aberrationen und dem genauen Alignment der Bauteile.