séparation de faisceau

Les optiques de séparation de faisceau divisent un seul faisceau lumineux en deux faisceaux distincts ou plus, généralement avec des intensités ou des directions différentes. Le composant fondamental est un séparateur de faisceau: typiquement une surface partiellement réfléchissante (une plaque de verre revêtue, un cube ou un miroir dichroïque) qui réfléchit certaines longueurs d'onde ou une fraction de l'intensité dans une direction tout en transmettant le reste dans une autre. Cette division simultanée permet aux systèmes optiques d'acheminer la lumière vers différentes destinations ou capteurs sans la perdre entièrement.

La conception de séparation de faisceau la plus courante utilise un mince revêtement diélectrique appliqué sur du verre optique. Un séparateur de faisceau 50/50 réfléchit et transmet une intensité à peu près égale; d'autres revêtements peuvent être ajustés pour diviser à 30/70, 10/90, ou des rapports spécialisés. Les séparateurs de faisceau dichroïques sont sélectifs en longueur d'onde, séparant la lumière visible de l'infrarouge ou séparant les longueurs d'onde rouges des bleues. Le matériau du revêtement (dioxyde de titane, dioxyde de silicium ou empilements multicouches propriétaires) et son épaisseur déterminent le rapport de division et la réponse angulaire sur différentes longueurs d'onde.

La géométrie de la séparation de faisceau est importante: les séparateurs de faisceau sont placés à 45 degrés par rapport à la lumière incidente dans la plupart des microscopes et des caméras, mais peuvent également fonctionner à l'angle de Brewster pour minimiser les pertes par réflexion pour une polarisation. Les séparateurs de faisceau cubiques (deux prismes cimentés avec une surface revêtue entre eux) offrent des chemins optiques plus nets que les séparateurs de faisceau à plaque, qui introduisent une distorsion du front d'onde car la lumière traverse du verre incliné. Chaque opération de séparation de faisceau introduit des pertes, typiquement 5 à 15 pour cent de l'intensité est absorbée dans les revêtements ou diffusée aux limites. C'est pourquoi les systèmes utilisant plusieurs séparateurs de faisceau perdent progressivement de la lumière le long du chemin optique.

La séparation de faisceau est essentielle en microscopie confocale (séparant la lumière d'excitation de la lumière d'émission), en imagerie par fluorescence (acheminant plusieurs canaux de couleur vers des détecteurs séparés) et dans les combineurs de faisceaux utilisés dans les systèmes laser et l'interférométrie. Le terme «séparation de faisceau» en tant qu'adjectif modifie les conceptions: un prisme de séparation de faisceau, un miroir de séparation de faisceau, un filtre de séparation de faisceau. Le verbe apparenté est rarement utilisé dans la rédaction technique; les ingénieurs disent qu'un composant «agit comme un séparateur de faisceau» plutôt que «sépare le faisceau».