ตัวปรับลำแสง (collimator)คืออุปกรณ์ที่ทำให้ลำแสงของอนุภาคหรือคลื่นแคบลง คำว่า "แคบลง" อาจหมายถึงการทำให้ทิศทางการเคลื่อนที่สอดคล้องกันมากขึ้นในทิศทางเฉพาะ (เช่น การสร้างแสงขนานหรือ รังสี ขนาน ) หรือการทำให้พื้นที่หน้าตัดของลำแสงเล็กลง ( อุปกรณ์จำกัดลำแสง )

เฮนรี เคเตอร์นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษเป็นผู้คิดค้นคอลลิเมเตอร์แบบลอยตัวซึ่งเป็นประโยชน์อย่างมากต่อดาราศาสตร์เชิงปฏิบัติ เขาได้รายงานเกี่ยวกับการประดิษฐ์ของเขาในเดือนมกราคม ค.ศ. 1825 ^{[ 1 ]}ในรายงานของเขา เคเตอร์ได้กล่าวถึงงานก่อนหน้านี้ในด้านนี้โดยคาร์ล ฟรีดริช เกาส์และฟรีดริช เบสเซล

ในทางทัศนศาสตร์ตัวปรับแนวลำแสงอาจประกอบด้วยกระจกโค้งหรือเลนส์ที่มีแหล่งกำเนิดแสงและ/หรือภาพอยู่ที่จุดโฟกัสซึ่งสามารถใช้สร้างภาพเป้าหมายที่โฟกัสอยู่ที่ระยะอนันต์ โดยมี พารัลแลกซ์น้อยมากหรือไม่มีเลย

ในด้านแสงสว่างโดยทั่วไปแล้วคอลลิเมเตอร์จะได้รับการออกแบบโดยใช้หลักการของออปติกที่ไม่สร้างภาพ^{[ 2 ]}

สามารถใช้คอลลิเมเตอร์แบบออปติคอลเพื่อสอบเทียบอุปกรณ์ออปติคอลอื่นๆ^{[ 3 ]}เพื่อตรวจสอบว่าองค์ประกอบทั้งหมดอยู่ในแนวเดียวกับแกนออปติคอลหรือไม่ เพื่อตั้งค่าองค์ประกอบให้อยู่ในโฟกัสที่เหมาะสม หรือเพื่อจัดแนวอุปกรณ์สองชิ้นขึ้นไป เช่นกล้องส่องทางไกลหรือลำกล้องปืนและ ศูนย์ เล็งปืน^{[ 4 ]}กล้องสำรวจอาจได้รับการคอลลิเมเตอร์โดยการตั้งค่าเครื่องหมายอ้างอิงเพื่อให้กำหนดจุดหลัก เช่นเดียวกับในโฟโตแกรมเมตรี

ตัวปรับลำแสงแบบออปติคอลยังใช้เป็นศูนย์เล็งปืนในศูนย์เล็งแบบปรับลำแสงซึ่งเป็นตัวปรับลำแสงแบบออปติคอลอย่างง่ายที่มีเส้นกากบาทหรือเส้นเล็ง อื่นๆ ที่จุดโฟกัส ผู้ดูจะเห็นเพียงภาพของเส้นเล็งเท่านั้น พวกเขาต้องใช้มันโดยเปิดตาทั้งสองข้างและมองเข้าไปในศูนย์เล็งแบบปรับลำแสงด้วยตาข้างเดียว หรือเปิดตาข้างเดียวและขยับศีรษะเพื่อมองศูนย์เล็งและเป้าหมายสลับกัน หรือใช้ตาข้างเดียวเพื่อมองศูนย์เล็งและเป้าหมายพร้อมกันบางส่วน^{[ 5 ]}การเพิ่มตัวแยกแสงทำให้ผู้ดูสามารถมองเห็นเส้นเล็งและขอบเขตการมองเห็นทำให้เกิดศูนย์เล็งแบบสะท้อนแสง

สามารถใช้คอลลิเมเตอร์กับเลเซอร์ไดโอดและเลเซอร์ตัดCO2 _ได้ การตรวจสอบการจัดแนวลำแสงที่เหมาะสมของแหล่งกำเนิดเลเซอร์ที่มี ความยาวคลื่นความสอดคล้องที่เพียงพอสามารถทำได้ด้วย เครื่องวัดการแทรก สอดแบบเฉือน (shearing interferometer )

ในทัศนศาสตร์รังสี เอกซ์ ทัศนศาสตร์ รังสีแกมมาและทัศนศาสตร์นิวตรอนคอลลิเมเตอร์คืออุปกรณ์ที่กรองกระแสรังสีเพื่อให้เฉพาะรังสีที่เดินทางขนานกับทิศทางที่กำหนดเท่านั้นผ่านไปได้ คอลลิเมเตอร์ถูกใช้ในการถ่ายภาพรังสีเอกซ์ รังสีแกมมา และนิวตรอน เนื่องจากเป็นการยากที่จะโฟกัสรังสีประเภทนี้ให้เป็นภาพโดยใช้เลนส์ เช่นเดียวกับที่ทำกันโดยทั่วไปกับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่ความยาวคลื่นแสงหรือใกล้เคียงแสง คอลลิเมเตอร์ยังถูกใช้ในเครื่องตรวจจับรังสีในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เพื่อให้มีความไวต่อทิศทางของรังสีด้วย

ภาพทางด้านขวามือแสดงให้เห็นวิธีการใช้งานคอลลิเมเตอร์แบบ Söller ในเครื่องนิวตรอนและเครื่องเอ็กซ์เรย์ แผงด้านบนแสดงสถานการณ์ที่ไม่ได้ใช้คอลลิเมเตอร์ ในขณะที่แผงด้านล่างแสดงการใช้งานคอลลิเมเตอร์ ในทั้งสองแผง แหล่งกำเนิดรังสีอยู่ทางด้านขวา และภาพถูกบันทึกบนแผ่นสีเทาทางด้านซ้ายของแผงภาพ

หากไม่มีตัวปรับแนวลำแสง รังสีจากทุกทิศทางจะถูกบันทึกไว้ ตัวอย่างเช่น รังสีที่ผ่านด้านบนของชิ้นงาน (ทางด้านขวาของแผนภาพ) แต่บังเอิญเคลื่อนที่ลงด้านล่าง อาจถูกบันทึกไว้ที่ด้านล่างของแผ่นฟิล์ม ภาพที่ได้จะเบลอและไม่ชัดเจนจนใช้ประโยชน์ไม่ได้

ในส่วนล่างของรูปภาพ ได้มีการเพิ่มตัวปรับลำแสง (แถบสีน้ำเงิน) ซึ่งอาจเป็นแผ่นตะกั่วหรือวัสดุอื่น ๆ ที่ทึบรังสีที่เข้ามา โดยมีรูเล็ก ๆ เจาะทะลุอยู่มากมาย หรือในกรณีของนิวตรอน อาจเป็นโครงสร้างแบบแซนด์วิช (ซึ่งอาจยาวได้ถึงหลายฟุต ดูENGIN-X ) ที่มีหลายชั้นสลับกันระหว่างวัสดุดูดซับนิวตรอน (เช่นแกโดลิเนียม ) กับวัสดุที่ส่งผ่านนิวตรอน วัสดุนี้อาจเป็นวัสดุง่าย ๆ เช่น อากาศ หรือหากต้องการความแข็งแรงทางกล อาจใช้วัสดุเช่นอะลูมิเนียม หากเป็นส่วนหนึ่งของชุดประกอบที่หมุนได้ โครงสร้างแบบแซนด์วิชอาจโค้งงอได้ ซึ่งช่วยให้สามารถเลือกพลังงานได้นอกเหนือจากการปรับลำแสง ความโค้งของตัวปรับลำแสงและการหมุนของมันจะสร้างเส้นทางตรงให้กับนิวตรอนที่มีพลังงานเพียงระดับเดียวเท่านั้น รังสีที่เดินทางเกือบขนานกับรูเท่านั้นที่จะผ่านไปได้ ส่วนรังสีอื่น ๆ จะถูกดูดซับโดยการกระทบกับพื้นผิวแผ่นหรือด้านข้างของรู วิธีนี้ช่วยให้รังสีถูกบันทึกในตำแหน่งที่ถูกต้องบนแผ่นฟิล์ม ทำให้ได้ภาพที่คมชัด

สำหรับการถ่ายภาพรังสีอุตสาหกรรมโดยใช้แหล่งกำเนิดรังสีแกมมา เช่นอิริเดียม-192หรือโคบอลต์-60นั้น อุปกรณ์จำกัดลำแสง (collimator) ช่วยให้ผู้ถ่ายภาพรังสีสามารถควบคุมปริมาณรังสีที่จะฉายลงบนฟิล์มและสร้างภาพรังสีเพื่อตรวจสอบวัสดุหาข้อบกพร่องได้ ในกรณีนี้ อุปกรณ์จำกัดลำแสงส่วนใหญ่มักทำจากทังสเตนและมีคุณสมบัติแตกต่างกันไปตามจำนวนชั้นครึ่งค่า (half value layers) ที่บรรจุอยู่ กล่าวคือ จำนวนครั้งที่ลดรังสีที่ไม่พึงประสงค์ลงครึ่งหนึ่ง ตัวอย่างเช่น ผนังที่บางที่สุดของอุปกรณ์จำกัดลำแสงทังสเตน 4 HVL หนา 13 มม. (0.52 นิ้ว) จะลดความเข้มของรังสีที่ผ่านเข้าไปได้ถึง 88.5% รูปทรงของอุปกรณ์จำกัดลำแสงเหล่านี้ช่วยให้รังสีที่ปล่อยออกมาเดินทางไปยังชิ้นงานและฟิล์มเอกซเรย์ได้อย่างอิสระ ในขณะที่ปิดกั้นรังสีส่วนใหญ่ที่ปล่อยออกมาในทิศทางที่ไม่พึงประสงค์ เช่น ไปยังคนงาน

แม้ว่าตัวปรับลำแสงจะช่วย เพิ่ม ความ ละเอียด แต่ก็ลดความเข้มของรังสี ลง ด้วยการปิดกั้นรังสีที่เข้ามา ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่พึงประสงค์สำหรับ เครื่องมือ ตรวจวัดระยะไกลที่ต้องการความไวสูง ด้วยเหตุนี้เครื่องวัดสเปกตรัมรังสีแกมมาบนยานสำรวจดาวอังคารโอดิสซีจึงเป็นเครื่องมือที่ไม่ใช้ตัวปรับลำแสง ตัวปรับลำแสงที่ทำจากตะกั่วส่วนใหญ่จะยอมให้โฟตอนที่ตกกระทบผ่านไปได้น้อยกว่า 1% มีความพยายามที่จะแทนที่ตัวปรับลำแสงด้วยการวิเคราะห์ทางอิเล็กทรอนิกส์

อุปกรณ์จำกัดลำแสง (Collimator) ใช้ในเครื่องเร่งอนุภาคเชิงเส้นที่ใช้ใน การรักษา ด้วยรังสีช่วยปรับรูปร่างลำแสงที่ออกมาจากเครื่อง และสามารถจำกัดขนาดพื้นที่สูงสุดของลำแสงได้

หัวฉีดรังสีของเครื่องเร่งอนุภาคเชิงเส้นประกอบด้วยตัวปรับลำแสงหลักและตัวปรับลำแสงรอง ตัวปรับลำแสงหลักจะวางตำแหน่งหลังจากลำแสงอิเล็กตรอนอยู่ในแนวตั้งแล้ว เมื่อใช้โฟตอน จะวางตำแหน่งหลังจากลำแสงผ่านเป้าหมายเอ็กซ์เรย์แล้ว ตัวปรับลำแสงรองจะวางตำแหน่งหลังจากตัวกรองปรับความเรียบ (สำหรับการรักษาด้วยโฟตอน) หรือแผ่นฟอยล์กระจายรังสี (สำหรับการรักษาด้วยอิเล็กตรอน) ตัวปรับลำแสงรองประกอบด้วยขากรรไกรสองอันที่สามารถเคลื่อนที่เพื่อขยายหรือลดขนาดของบริเวณการรักษาได้

ระบบใหม่ที่ใช้ตัวปรับลำแสงแบบหลายใบ (MLC) ถูกนำมาใช้เพื่อปรับรูปร่างลำแสงให้ดียิ่งขึ้นเพื่อกำหนดขอบเขตการรักษาในรังสีบำบัด MLC ประกอบด้วยแผ่นโลหะหนักประมาณ 50-120 แผ่น ซึ่งเลื่อนเข้าที่เพื่อสร้างรูปร่างของลำแสงตามต้องการ

ในการหาความละเอียดเชิงพื้นที่ของคอลลิเมเตอร์แบบรูขนานที่มีความยาวรูเส้นผ่านศูนย์กลางรูและระยะห่างจากวัตถุที่ถ่ายภาพสามารถใช้สูตรต่อไปนี้ได้ โดยที่ความยาวประสิทธิผลถูกกำหนดเป็น โดย ที่คือสัมประสิทธิ์การลดทอนเชิงเส้นของวัสดุที่ใช้ทำคอลลิเมเตอร์ ${\displaystyle l}$${\displaystyle D}$${\displaystyle s}$$${\displaystyle R_{\text{collimator}}=D+{\frac {Ds}{l_{\text{effective}}}}}$$$${\displaystyle l_{\text{effective}}=l-{\frac {2}{\mu }}}$$${\displaystyle \mu }$

• ออโตคอลลิเมชั่น
• เครื่องวัดมุมอัตโนมัติ
• แสงขนาน
• โฮลราอุม
• เลนส์ไร้ภาพ
• จมูกไฟ
• กล้องเล็งสะท้อนแสงในห้องนักบินเครื่องบินรบ