Kollimator

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Ein Kollimator (latein. "collimare", "in Stellung bringen") dient zur Erzeugung eines parallelen Strahlenverlaufs. Der Zweck ist beispielsweise, Strahlung aus unerwünschten Quellen auszublenden. Die technische Optik nutzt ihn als Baugruppe z. B. in Messeinrichtungen.

Kollimatoren für Röntgen-, Gamma- oder Teilchenstrahlung

Wie ein Kollimator ein Strahlenbündel filtert, oben: ohne Kollimator, unten: mit Kollimator

Kollimator für Neutronenstrahlung

Die einfachste, bei geeigneter Materialwahl für fast jede Strahlenart verwendbare Art des Kollimators ist ein Block aus einem Abschirmmaterial – z. B. für Röntgen- oder Gammastrahlung meist Blei – mit vielen dünnen, geraden Bohrungen. Nur Strahlung, die annähernd in Richtung der Bohrungen verläuft, kann den Kollimator passieren, alle anderen Strahlen werden absorbiert. Je nach Ausführung (Dicke des Blocks und Durchmesser der Bohrungen) und nach Art des ursprünglichen Strahlenbündels gelangt z. B. weniger als 1 % der einfallenden Strahlung durch den Kollimator.

Für Röntgenstrahlung werden auch Kollimatoren verwendet, die nicht (nur) auf Absorption, sondern auf streifender Reflexion beruhen (siehe Röntgenoptik).

Einsatzgebiete sind medizinische und astronomische Bildgebung, Strahlentherapie und Strahlungsdetektoren, bei denen eine ausgeprägte Vorzugsrichtung benötigt wird, sowie zerstörungsfreie Materialprüfung.

Kollimator für sichtbares Licht

Lichtquelle (als Glühlampe angedeutet) mit Kollimator aus Lochblende B und Linse L

In der Lichtoptik wird unter Kollimator eine Vorrichtung verstanden, die mittels einer Sammellinse L (siehe schematische Abbildung) das Licht einer mehr oder weniger punktförmigen Quelle in parallele Strahlen verwandelt. Dabei kann das Licht der Quelle vor der Linse durch eine Lochblende B begrenzt werden.

Blende und Linse sind häufig von einem innen geschwärzten Tubus (Rohr) umgeben, um Streulicht fern zu halten.

Um Abbildungsfehler zu reduzieren, kann die einzelne Linse durch ein mehrlinsiges Objektiv ersetzt werden.

Eine ähnlich aufgebaute Einrichtung ist der Kondensor z. B. in einem Mikroskop oder Projektor. Sein Zweck ist aber weniger, paralleles Licht zu erzeugen, als eine gleichmäßige Beleuchtung auf der Ebene des Objekts oder Diapositivs usw. zu erreichen.

Siehe auch

• Autokollimation
• Multilamellenkollimator
• Kollimation
• Kollimatorblende
• Kollimatorvisier

Literatur

• Friedrich Kohlrausch: Praktische Physik, Band 2, 24. neubearb. u. erw. Aufl., 1996, ISBN 3-519-23002-X

Kap 6.1 Geometrische Optik

Kap 7.3 Strahlungsquellen, Referenzstrahlungquellen

• Bergmann, Schaefer: Lehrbuch d. Experimentalphysik, Band 3 Optik, 10. Aufl., 2004, ISBN 978-3-11-017081-8
• Max Born: Optik, 3. Aufl, 1972, ISBN 3-540-05954-7
• OKW: Vorschrift D 250 - Richtkreis-Kollimator 12 m - 1942