Qu'est-ce qu'un filtre spatial?

Un filtre spatial est un appareil utilisé pour modifier ou corriger les aberrations dans les sorties de source de lumière cohérentes.Les aberrations sont des caractéristiques indésirables dans le faisceau de lumière projeté causée par des optiques mal fabriquées, sales ou endommagées, souvent caractérisées par des anneaux de lumière faibles et concentriques autour du faisceau central.Le filtre spatial se compose généralement d'une lentille de collimatrice qui concentre le faisceau de lumière et le passe à travers une petite ouverture.Cela ne permet que la partie souhaitée du faisceau de passer tout en excluant les aberrations.Les filtres spatiaux sont couramment utilisés pour éliminer les imperfections des sources lumineuses de haute intensité et de précision telles que les lasers.

L'intégrité des sources lumineuses à haute intensité, finement focalisées ou cohérentes dépend d'un certain nombre d'éléments, le plus important étant la qualitéde l'optique utilisée dans la génération du faisceau de lumière.Des problèmes tels que de mauvaises normes de production, la contamination et les dommages de toute sorte peuvent provoquer des aberrations ou des imperfections de la production lumineuse.Ceux-ci peuvent affecter le faisceau à un point tel qu'il n'effectue plus sa fonction prévue, en particulier dans le cas de dispositifs de haute précision tels que les lasers.Les aberrations sont souvent visibles comme des anneaux flous et concentriques de lumière plus faible autour du faisceau de sortie central.

Une méthode courante pour restaurer la fidélité souhaitée des sorties lumineuses est l'utilisation d'un filtre spatial.Ces dispositifs recentre la lumière et filtrent les parties indésirables du faisceau, ne laissant que la sortie d'origine.Ceci est réalisé en concentrant le faisceau lumineux à l'aide d'une lentille séparée et en la dirigeant à une plaque de papier d'aluminium épaisse avec une très petite ouverture ou un trou à sa surface.La taille du trou est soigneusement calculée en fonction de la distance focale des lentilles utilisées dans l'appareil, de la longueur d'onde des faisceaux et de l'étendue des imperfections présentes dans le faisceau.

Cette procédure bloque efficacement les parties aberrantes présentes dans le faisceau de lumière, permettant uniquement à la partie souhaitée de passer par l'ouverture.La procédure permet une fidélité extrêmement élevée dans la sortie de lumière qui en résulte.Cependant, la taille de l'ouverture du filtre spatial est essentielle et de petites erreurs de calcul peuvent avoir un effet négatif sur le faisceau de sortie.Si le trou est trop petit, une perte de puissance importante peut être une expérience, tandis que si elle est trop grande, peu ou pas de filtrage d'aberration aura lieu.Dans de nombreux dispositifs de filtre spatiale disponibles commercialement, des lentilles d'objectif de microscope sont également utilisées en raison de leur haute qualité inhérente.