décollimation

La décollimation est l'écart délibéré ou accidentel d'un faisceau lumineux parallèle par rapport à son état parallèle. Dans la lumière collimatée, les rayons se déplacent parallèlement les uns aux autres ; la décollimation introduit soit une convergence (les rayons se rapprochent les uns des autres, vers un point focal) soit une divergence (les rayons s'écartent). Cela se produit lorsque la lumière traverse des éléments optiques comme des lentilles, des prismes ou des miroirs, ou lorsque le faisceau rencontre des défauts optiques, un désalignement ou un appareil de focalisation intentionnel.

Le terme est important car de nombreux systèmes optiques dépendent du maintien de la collimation sur une distance de travail. Un faisceau laser utilisé en métrologie de précision, par exemple, doit rester collimaté avec des tolérances strictes. Si une décollimation se produit, soit parce qu'une lentille dans le trajet du faisceau s'est déplacée, soit parce que la turbulence atmosphérique diffuse la lumière, le faisceau s'étale et la densité de puissance diminue. En microscopie et en télescopie, la décollimation par un élément de focalisation est essentielle et prévue ; dans les applications d'arpentage ou d'alignement, c'est un défaut à diagnostiquer et à corriger.

La décollimation convergente utilise une lentille positive ou un miroir courbe pour amener les rayons parallèles à un foyer. La décollimation divergente utilise une lentille négative ou un miroir convexe pour écarter les rayons parallèles. Le taux et le caractère de la décollimation dépendent de la puissance optique de l'élément et de sa distance par rapport au faisceau collimaté. Un élément à fort pouvoir de réfraction crée une convergence ou une divergence plus nette sur une distance plus courte.

Les sources de décollimation indésirable comprennent la dérive thermique (les matériaux se dilatent ou se contractent, déplaçant les lentilles et les miroirs), les vibrations mécaniques, la contamination ou les dommages aux surfaces optiques (qui diffusent la lumière dans des directions aléatoires), et les erreurs d'alignement pendant l'assemblage ou la maintenance. Dans les systèmes couplés à des fibres, un collimateur mal aligné à la sortie de la fibre provoque une décollimation qui réduit la qualité et l'efficacité du faisceau en aval. La surveillance du profil du faisceau et de l'angle de divergence permet de détecter ces défauts précocement.

Le mot lui-même vient du préfixe dé-, signifiant annuler ou inverser, et collimation, l'état d'alignement parallèle. C'est principalement un terme technique en optique, en photonique et en ingénierie de précision ; moins courant dans les métiers purement mécaniques. Comprendre la décollimation est fondamental pour concevoir des systèmes optiques stables et diagnostiquer la perte de performance dans les équipements laser, d'imagerie et d'alignement.