直線性のある光源のつくり方

質問

レーザーのように直線性のある光を電球とレンズ等を用いて作ることは可能でしょうか？実際にはメタルハライドランプを使って、直線性のある紫外線ができないかと考えています。

よろしくお願いします

回答No.4

walkingdic

どの程度の直線性と光量が必要なのかというのが問題になります。
直線性と光量はトレードオフの関係になります。これは専門的にはラグランジェの不変量やら輝度不変の法則などにより、原理的に打破することが出来ません。

簡単にいうと、直線性を決めているのは光源サイズです。この光源のサイズが非常に小さい、無限小に小さいのがレーザー光です。しかしランプは有限サイズなので、直線性を出すためには、光源の発光部の一部を切り出すことでそれを実現します。つまりその他の部分は無駄に捨てるわけです。

やり方としてよく使われるのは、ランプの光をコンデンサーレンズで集光してピンホールを照明し、そのピンホールからの光をコリメートレンズで平行にします。この時にピンホールのサイズが光源の一部を切り出す役目をします。

ちなみにそのようにした光源というのは、たとえばエリプソメトリや分光器用光源など市販もされています。

お礼

ありがとうございます。

ラグランジェの不変量などの原理は知りませんでした。
このコンデンサーレンズは使えそうですね。

回答No.3

foobar

そのままだと＃２さん回答にあるように、光源の大きさが影響してそれほど綺麗なビームにはならないかもしれません。
よくやる手は、一旦凸レンズなどで集光させて、集光点に絞りを入れて点光源に近い状態にして、改めて凸レンズなどで平行光線にする、というような方法かと思います。
（紫外線相手だと、光学系の調節が結構大変かもしれません。蛍光版などを使って追いかける必要が出るように思います。）

お礼

ありがとうございます。

レンズを組み合わせればある程度直線性が高めれそうですね。
確かに指摘にあるように紫外線だと見えないので調整が大変そうですが・・・

回答No.2

housyasei-usagi

理論的には凸レンズの焦点に光源をおく。
ただし，光源は点光源ではないので，それなりに直線的になるでしょうが，レーザーの様にびしっと直線の光が見える様にはならないと思います。（紫外線だから見えないか。）

お礼

ありがとうございます。

確かに凸レンズの焦点におけば直線性を出せそうですね。

回答No.1

nrb

レーザー光線は広がらない光源ではでは無いですよ
多少は、広がりますけどね

まあ、ほぼ直線性のある光源と考えて良いですよ

レーザーのように直線性のある光を電球とレンズ等を用いて作ることは可能でしょうか？

可能です

長い円筒状に筒にいれて
一番端から光源を入れると直線に近い物ができます

ーーーーーーーーーーーーーーー
光源　　　　　　　　　　　　　　
ーーーーーーーーーーーーーーー
で筒の長さを長くするほど円筒状から出た光線は直線状に近くなります

これに鏡を組み合すと

ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー

反射板　　　　光源→　反射板　

ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー

ここで反射板は光源の出た光を放射曲面により直線上に変えます

この原理の応用したのは
パラボラアンテナです
http://www.engineering-eye.com/rpt/antenna/12.html

原理図を見れば判ります
同じように鏡やレンズでこさえると可能です
ただ光源は点に近い物が必要です

お礼

ありがとうございます。

たしかにこういう方法だと比較的簡単に直線性のある光が作れそうです。
ただ、ランプのサイズ（φ２０程度）が大きいのと、先端に邪魔な部分があり光がでないの単純にはいかなさそうですが・・・
一つの案として考えさせていただきます。
ありがとうございました。