NO174787B - Siktesystem og fremgangsmåte for afokal stråleutvidelse - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører et siktesystem som omfatter et siktereflektormiddel som er orientert til å motta en innfallende stråle langs en forutbestemt innfallende akse og å reflektere og innrette strålen langs en ønsket utgangsakse, og et kollimerende reflektormiddel som er plassert til å motta en stråle som reflekteres fra siktereflektormidlet og å reflektere strålen tilbake til siktereflektormidlet langs nevnte forutbestemte innfallende akse. Videre vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for afokalt å utvide og sikte en kollimert inngangsstråle langs en ønsket utgangsakse, der en vinkelmessig divergens påføres på inngangsstrålen slik at dens tverrsnitt utvider seg.

Luftfartøybårne laserradarsystemer er blitt utviklet til bruk som et navigasjonsverktøy for terrengunngåelse. Disse systemer bestemmer den aktuelle avstand fra luftfartøyet til bakken, sammenligner den aktuelle avstand med den ønskede avstand som oppnås fra en flyvningslogg, og justerer banen for luftfartøyet tilsvarende.

Laserstråler i de bortre infrarøde regioner anvendes normalt for dette formål. Strålen genereres typisk med en relativt liten diameter, kanskje 2-3 cm, i en orientering som er normal på og sentrert på et utgangsvindu. Tverrsnittsarealet av strålen må utvides forut for transmisjon gjennom vinduet, typisk med en faktor av ca. 20, og stråleaksen må vippes slik at den går ut av vinduet i en positiv vinkel relativt normalen. Dette hindrer en "narcissus"-effekt, eller en spredning av energi tilbake inn i strålen fra vinduet. Hele strålebehandlingsanordningen dreies i kontinuerlige trinn av 120°hver, hvilket setter strålen i stand til å avsøke terrenget og oppnå en avstand for hvert 120° inkrement. Det mottatte ekkosignalet ved hvert inkrement har en 90°'s polarisasjonsforskyvning relativt utgangsstrålen, og adskil-les fra utgangsstrålen til å bestemme avstanden. Stråleutvidelsesanordningen må være afokal, dvs. at utgangsstrålen som frembringes ved utvidelsen må kollimeres slik som den mindre inngangsstrålen. Det er generelt ønskelig at utvidelsesanordningen anvender reflekterende i stedet for brytende elementer, fordi brytende elementer frembringer mer strålespredning og derfor et lavere signal/støyforhold og redusert rekkevidde. Dessuten må brytningselementer justeres til en bestemt bølgelengde, mens reflekterende elementer er bølgelengdeuavhengige innenfor båndet som er av interesse. Reflekterende elementer oppviser også generelt lavere adsorbsjon og lavere følsomhet overfor temperaturendringer enn hva brytningselementer gjør.

Der er en grense hva angår takten som strålen kan utvides, ettersom en for hurtig utvidelse vil frembringe stråleaber-rasjoner som kan hindre riktig rekollimering. Følgelig er det nødvendig å reservere en minimumdistanse over hvilken strålen utvides for å opprettholde geometrisk kvalitet. Fokusering av strålen bør unngås for å hindre gassmessig molekylært sammenbrudd som kan skje ved et fokus på grunn av den høye laserenergien.

Uheldigvis er kun begrenset plass tilgjengelig i et luft-fartøys terrengradarsystem, og det er derfor særlig ønskelig at stråleutvidelsesanordningen kan være så kompakt som mulig. Tidligere kjente optiske systemer slik som Dall Kirkham og Mersenne-konstruksjonene er optisk tilfredsstillende for laseranvendelser, men er for voluminøse for praktisk bruk i installasjoner som krever kompakthet og i geometrier hvor inngangsstrålen er normalt på og sentrert på et utgangs-strålevindu. I praksis har tidligere stråleutvidere for denne anvendelse vært nødt til å anvende brytende elementer, med de mangler som er angitt ovenfor, for å kunne passe inn i de ønskede små volumer.

Et eksempel på en tidligere kjent reflekterende stråleutvider er vist i fig. 1. Systemet innbefatter et konvekst sekundært speil 2 som mottar en laserstråle 4 av liten diameter og reflekterer strålen på et konkavt primært speil 6. På grunn av konveksiteten av det sekundære speilet 2, vil strålen vinkelmessig divergere i overgangen fra sekundærspeilet 2 til primæspeilet 6. Det primære speilet plasseres slik at strålen når det når strålen er på det ønskede utgangstverr-snittet. Strålen kollimeres ved hjelp av primærspeil 6 og reflekteres langs en akse 8 parallelt med inngangsstrålens akse. Et planspeil 10 som er plassert i strålebanen akkurat under nivået for sekundærspeil 2 reflekterer den utvidede strålen overfor et annet planspeil 12, som retter strålen langs en ønsket utgangsakse 14. Speilene 10 og 12 endrer ikke kollimeringen av utgangsstrålen, men tjener bare til å orientere den slik at den passerer gjennom et utgangsvindu 16 i en ønsket forskyvningsvinkel til vinduet. Denne forskyvningsvinkel bestemmer strålens siktlinje.

Den utvidede strålens akse 8 fra primærspeilet 6 strekker seg gjennom og normalt på utgangsvinduets 16 senter. For å sveipe strålen gjennom 360° rotasjoner, befinner planspeilene 10 og 12 seg i en roterbar trommel eller tønne, angitt med stiplet linje 18. Tønnen roterer om akse 8, hvorved strålen sveipes gjennom en 360"'s rotasjon for hver turn av tønnen.

Stråleutvidelsessystemet som er vist i fig. 1 utvider strålen til den ønskede dimensjon, og adekvat opprettholder dens geometriske kvalitet. Imidlertid er det volum som opptas av utstyret for stort for den ønskede laserradaranvendelse.

Et annet tidligere kjent system som er noe mere kompakt og som tillater inngangsstrålen med den lille diameter å bli innrettet med utgangs vinduet er vist i fig. 2. Et par planspeil 20 og 22 omdirigerer inngangsstrålen til en konvekst sekundærspeil 24 som er plassert nær utgangsvinduet, men ute av sikt for utgangsstrålen. Sekundærspeilet 24 reflekterer strålen mot et konkavt, primært speil 26, og bevirker den til vinkelmessig å divergere slik at den når sitt ønskede tverrsnitt ved primærspeilet 26. I dette hense-ende er distansen mellom det sekunaere og primære speil i de to systemer som er vist i fig. 1 og 2 den samme. Primærspeil 26, som er plassert nær toppen av en roterbar tønne 28, rekollimerer strålen og retter den langs en ønsket utgangsakse som skjærer vindussenteret. Anordningen i fig. 2 er noe mindre voluminøs enn den i fig. 1, men er fortsatt vesentlig større enn ønskelig.

En annen løsning som anvender reflekterende elementer er vist i fig. 3. Høyden av stråleutvidelseanordningen over utgangsvinduet er mindre i dette system enn i de konstruksjoner som er vist i fig. 1 og 2, men dens horisontale utstrekning er større. Inngangsstrålen 32 med den lille diameter reflekteres i rett vinkel av tre planspeil 34, 36 og 38 til et konvekst sekundærspeil 40 ved nedre høyre hjørne i systemet. Sekundærspeil 40 utvider og retter strålen på et konkavt primærspeil 42, slik at strålen er på sitt ønskede tverrsnitt når den når primærspeilet. For dette formål er distansen mellom sekundær- og primærspeilene den samme som i de to tidligere beskrevne systemer. Primærspeilet 42 kollimerer og omdirigerer strålen langs en generelt horisontal akse 44 til et stort planspeil 46, som retter strålen ut av utgangsvinduet 16 langs den ønskede utgangsaksen 48. Hele systemet inngår i en roterbar trommel 50 som roterer om den sammenfallende aksen for inngangsstrålen 32 og utgangsvinduet. Systemet i fig. 3 strekker seg over en mindre distanse vekk fra utgangsvinduet enn hva de to tidligere beskrevne systemer gjør, men det roterer gjennom et noe større volum enn hva systemet i fig. 2 gjør. Følgelig er det fortsatt for volumiøst.

En brytende stråleutvider som oppnår det ønskede lille volum er vist i fig. 4. Inngangsstrålen 52 rettes gjennom en utvidelseslinse 54 som bevirker strålen til å utvide seg med i alt vesentlig den samme takt som i de tidligere beskrevne systemer. Aksen for inngangsstrålen 52 er normal på og strekker seg gjennom senteret av utgangsvinduet 16. Strålen som utvider seg omdirigeres av planspeil 56 og 58 slik at den rettes langs den ønskede utgangsaksen 60 relativt utgangsvinduet 16. En primær kollimerende linse 62 anbringes i strålebanen akkurat over utgangsviduet til å kollimere strålen forut for utgang. Systemet er omsluttet i en roterbar trommel 64.

Volumet som sveipes av det brytende systemet i fig. 4 ettersom det roterer, er lite nok for praktisk bruk i et luftfartøybåret laserradarsystem. Sammenlignet med volumene som sveipes ved rotasjon av de tidligere beskrevne reflekterende systemer, med det sveipede volum for det brytende fig. 4 systemet tilegnet et enhetsvolum lik 1,0, er de sveipede volumer ifølge systemene i fig. 1, 2 og 3 henholdsvis ca. 4,6, 2,5 og 2,8. Imidlertid lider det brytende systemet ifølge fig. 4 av sprednings-, adsorbsjons-, båndbredde- og temperaturfølsomhetsproblemene som er nevnt tidligere.

I betraktning av de problemer som er knyttet til den kjente teknikk, er formålet med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en ny og forbedret anordning og fremgangsmåte for afokal stråleutvidelse og retting som oppnår de høye strålekvaliteter ved tidligere reflekterende systemer i et kompaktvolum som er knyttet til tidligere brytningssystemer.

Dette formål oppnås i den foreliggende oppfinnelse ved at det innledningsvis nevnte siktesystem dessuten omfatter ekspansjonssreflektormiddel tilpasset til å motta en innmatet kollimert stråle, å anvende en vinkelmessig divergens på inngangsstrålen slik at dens tverrsnitt utvider seg, og å rette den ekspanderende strålen mot siktereflektormidlet langs en akse som er en annen enn nevnte innfallende akse, og det kollimerende reflektormidlet er plassert til å motta den ekspanderende strålen som reflekteres fra siktereflektormidlet, å reflektere strålen tilbake til siktereflektormidlet langs nevnte forutbestemte innfallende akse, idet det kollimerende reflektormidlet anvender en kollimering på den ekspanderende strålen slik at den reflekteres av sikteref lektormidlet langs den ønskede utgangsaksen som en i alt vesentlig kollimert stråle som har større tverrsnitt enn den innmatede kollimerte stråle, hvorved systemet danner et afokalt ekspansjonssystem.

I en utførelsesform av systemet omfatter siktereflektormidlet et i alt vesentlig plant speil. Dessuten anvender det kollimerende reflektormidlet i alt vesentlig den fulle kollimering på den utvidende strålen.

Dessuten er det ifølge en ytterligere utførelsesform av systemet fordelaktig at ekspansjonsreflektormidlet omfatter en flerhet av inngangsreflektorer som er plassert til å motta den innmatede kollimerte stråle langs en inngangsakse som er en annen enn utgangsaksen og suksessivt å reflektere inngangsstrålen på siktreflektormidlet langs en akse som er en annen enn inngangs eller utgangs aksene, idet i det minste en av inngangsreflektorene anvender en vinkelmessig divergens på inngangsstrålen slik at dens tverrsnitt utvider seg, idet siktereflektormidlet, inngangsreflektorene og det kollimerende reflektormidlet er tilpasset til å rotere om inngangsaksen for i alt vesentlig å opprettholde den relative vinkel mellom inngangs- og utgangsaksene. Ved en slik løsning kan inngangsreflektorene omfatte tre reflektorer som er plassert utenfor omhylningen av utgangsstrålen fra sikteref lektormidlet , idet den første reflektoren er plassert i inngangsstrålebanen, den andre reflektoren dirigerer inngangsstrålen som reflekteres fra den første reflektoren mot den tredje reflektoren, og den tredje reflektoren er konveks for å påføre en vinkelmessig divergens på inngangsstrålen og plassert til å reflektere strålen mot sikteref lektormidlet .

Ifølge en videre utførelsesform er nevnte første og andre inngangsreflektorer plassert generelt på motsatte sider av nevnte sikte- og kollimeringsreflektormidler fra den tredje inngangsreflektoren. Den vinkelmessige orientering av den andre inngangsreflektoren er justerbar. Dessuten er det fordelaktig å plassere siktereflektormidlet og det kollimerende reflektormidlet generelt på motsatte sider av inngangsaksen.

I tillegg har systemet en utførelsesform der siktereflektormidlet og den andre inngangsreflektoren er plassert generelt på motsatte sider av inngangsaksen fra det kollimerende reflektormidlet og den tredje reflektoren.

Den innledningsvis nevnte fremgangsmåte kjennetegnes, ifølge oppfinnelsen, ved å rette den utvidende strålen mot en reflekterende overflate langs en ekspansjonsstråleakse, og i det minste delvis kollimere den utvidende strålen som reflekteres fra den reflekterende overflaten og reflektere strålen tilbake til den reflekterende overflaten langs en forutbestemt innfallende akse, som er forskjellig fra ekspansjonsstråleakse, slik at den reflekteres av den reflekterende overflaten langs den ønskede utgangsaksen som en i alt vesentlig kollimert stråle som har større tverrsnitt enn inngangsstrålen.

Ifølge ytterligere utførelsesform av fremgangsmåten blir den ekspanderende strålen i alt vesentlig fullstendig kollimert mellom å bli initielt reflektert fra den reflekterende overflaten og bli reflektert tilbake til den reflekterende overflaten. I tillegg bevirkes den reflekterende overflaten til å rotere om inngangsstråleaksen, for derved å rotere utgangsstrålen om inngangsstråleaksen.

Disse og andre former og trekk ved oppfinnelsen vil være åpenbare for fagfolk på basis av den etterfølgende detaljerte beskrivelse av foretrukne utførelsesformer, tatt sammen med de vedlagte tegninger:

Fig. 1, 2 og 3 er riss av tidligere kjente reflekterende strålentvidelsessysterner; Fig. 4 er et riss over et tidligere brytende stråleutvidelsesystem; og Fig. 5 er et riss over et reflekterende stråleutvidelsesystem i henhold til den foreliggende oppfinnelse.

Stråleutvidelsesanordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse er vist i fig. 5. En inngangslaserstråle 66 med relativt liten diameter er rettet normalt på senteret av et utgangsvindu 16, slik som i de tidligere kjente systemer ifølge figurene 2-4. Imidlertid anvender systemet i fig. 5 kun reflekterende elementer i en oppstilling som bevarer strålekvaliteten i de tidligere kjente reflekterende systemer, og likevel opptar et sveipet volum som er omtrent-lig det samme som det for den kjente teknikks brytende system ifølge fig. 4.

I den viste utførelsesform blir inngangsstrålen 66 dirigert suksessivt til tre inngangsref lektorer 68, 70 og 72. Den første inngangsreflektoren 68 er plassert i inngangsstråleaksen og reflekterer strålen uten å endre dens kollimering til den andre inngangsreflektoren 70. Denne reflektoren kan omfatte en stasjonær forlengelse av et siktespeil 74, som skal beskrives nedenfor, eller den kan realiseres som en separat reflektor med passende justeringsmiddel til å justere dens vinkelmessige orientering for derved å innrette inngangsstrålen med den optiske innretting for utgangsstrålen.

Reflektoren 70 som er plassert nær toppen av anordningen, bevarer kollimeringen av inngangsstrålen og omdirigerer den til det siste inngangsspeilet 72, som er plassert på den motsatte siden av inngangsstråleaksen fra reflektor 70 og akkurat over utgangsspeilet 16. Reflektor 72 er et konvekst speil som frembringer en vinkelmessig divergens i inngangsstrålen som reflekteres vekk fra dens overflate, hvorved strålen bevirkes til å utvide seg når den beveger seg vekk fra utvidelsesspeilet 72.

Siktespeilet 74 er et element med stor diameter som er plassert på den motsatte siden av inngangsstråleaksen fra utvidelsesspeilet 72. Den reflekterende overflaten av siktespeilet 74 tillater strålen å fortsette med utvidelse etterat den er blitt reflektert. Siktespeilet er orientert slik at det reflekterer den innkommende strålen fra utvidelsesspeilet 72 på et primærspeil 76 på den motsatte siden av inngangsstråleaksen. Den reflekterende overflaten av primærspeilet 76 er konkav, hvilket bevirker strålen til å bli kollimert når den reflekteres vekk fra overflaten. Det kollimerende speilet 76 plasseres til å dirigere strålen tilbake mot siktespeilet 74, som igjen reflekterer strålen for derved å rette den ut gjennom utgangsvinduet 16 langs en utgangsakse 78 som strekker seg gjennom senteret av utgangsvinduet i den ønskede forskyvningsvinkel.

De relative vinkelmessige orienteringer av utvidelsesspeil 72, siktespeil 74 og kollimeringsspeil 76 velges slik at strålen treffer hvert speil i en ikke-normal vinkel, og således reflekteres vekk fra hvert speil i en ikke-null vinkel relativt den innfallende strålen. Retningen av den utvidende strålen mellom utvidelsesspeil 72 og siktespeil 74 er angitt med akse 80. Retningen av den fortsatt utvidende strålen mellom siktespeil 74 og kollimerende speil 76 er angitt med akse 82, og retningen av den kollimerte strålen som reflekteres fra kollimerende speil 76 tilbake til siktespeil 74 er angitt med akse 84. Som illustrert er ingen av disse akser sammenfallende, hvorved strålen tillates gjentatte ganger å bli omdirigert inntil den til sist er innrettet med utgangsakse 78 etter dens andre refleksjon vekk fra siktespeil 74. Det bør bemerkes at hvert av inngangs-speilene 68, 70 og 72 er plassert utenfor omhylningen av strålen ettersom den utvides og etter rekollimering. Siktespeil 74 utfører en dobbeltfunksjon. Først deler det strålens utvidelsesbane i to separate segmenter, angitt med akser 80 og 82. Dette eliminerer behovet for den relativt lange adskillelse mellom nevnte primære og sekundære speil ifølge den kjente teknikks reflekterende systemer, og bidrar således til å gjøre det foreliggende system mer kompakt. For det andre retter siktespeilet 74 den kollimerte strålen fra kollimeringsspeilet 74 langs den ønskede utgangsaksen. Denne kombinasjon av to funksjoner i et enkelt speilelement sparer også plass og gjør systemet ytterligere kompakt.

Som beskrevet så langt har siktespeil 74 en plan overflate, og i alt vesentlig hele rekollimeringen fra en utvidende stråle tilbake til en kollimert stråle utføres av den konkave overflaten av det kollimerende speil 76. Alternativt kunne den reflekterende overflaten av siktespeil 74 gjøres noe konkav for derved delvis å kollimere den utvidende strålen som mottas fra utvidelsesspeil 72. I dette tilfellet ville konveksiteten for det kollimerende speil 76 være noe relak-sert, hvorved graden av stråleutvidelse progressivt reduseres og strålen progressivt kollimeres ettersom den først reflekteres av siktespeil 74, så av det kollimerende speil 76 og igjen av siktespeil 74. Konveksiteten av både siktespeil 74 og kollimerende speil 76 vil bli valgt slik at full kollimering oppnås som et kumulativt resultat av en enkelt refleksjon vekk fra speilet 76 og to refleksjoner av speil 74. På denne måte blir den effektive distanse over hvilken strålen utvider seg økt, ved distansen mellom det kollimerende speil 76 og siktespeilet 74 langs aksen 84, hvorved tillates bruken av noe mindre stråledivergensvinkler og en mulig forøkelse av strålens optiske kvaliteter.

Et kompakt, men likevel høykvalitets stråleutvidelse- og siktingssystem, samt fremgangsmåte er således blitt vist og beskrevet. Det bør forstås at tallrike variasjoner og alternative utførelsesformer vil være åpenbare for fagfolk. Eksempelvis kunne en eller flere ytterligere reflekterende overflater plasseres i strålebanen mellom utvidelses og kollimeringsspeilene, og derved mulig sammentrekke størrelsen av anordningen ennu ytterligere, sålenge som de ytterligere reflekterende overflater ikke blokkerer utgangsstrålens bane. Følgelig er det hensikten at oppfinnelsen skal være begrenset kun hva angår de vedlagte patentkrav.

Claims (12)

1. Siktesystem som omfatter et siktereflektormiddel (74) som er orientert til å motta en innfallende stråle langs en forutbestemt innfallende akse (84) og å reflektere og innrette strålen langs en ønsket utgangsakse (78), og et kollimerende reflektormiddel (76) som er plassert til å motta en stråle som reflekteres fra siktereflektormidlet (74) og å reflektere strålen tilbake til siktereflektormidlet (74) langs nevnte forutbestemte innfallende akse (84), karakterisert ved at systemet dessuten omfatter ekspansjonssreflektormiddel (68, 70, 72) tilpasset til å motta en innmatet kollimert stråle (66), å anvende en vinkelmessig divergens på inngangsstrålen (66) slik at dens tverrsnitt utvider seg, og å rette den ekspanderende strålen mot siktereflektormidlet (74) langs en akse (80) som er en annen enn nevnte innfallende akse (84), og det kollimerende reflektormidlet (76) er plassert til å motta den ekspanderende strålen som reflekteres fra sikteref lektormidlet (74), å reflektere strålen tilbake til siktereflektormidlet (74) langs nevnte forutbestemte innfallende akse (84), idet det kollimerende reflektormidlet (76) anvender en kollimering på den ekspanderende strålen slik at den reflekteres av sikteref lektormidlet (74) langs den ønskede utgangsaksen (78) som en i alt vesentlig kollimert stråle som har større tverrsnitt enn den innmatede kollimerte stråle (66), hvorved systemet danner et afokalt ekspansjonssystem.

2. System som angitt i krav 1, karakterisert ved at sikteref lektormidlet (74) omfatter et i alt vesentlig plant speil, og at det kollimerende reflektormidlet (76) anvender i alt vesentlig den fulle kollimering på den utvidende strålen.

3. System som angitt i krav 1 eller 2,karakterisert ved at ekspansjonsreflektormidlet omfatter en flerhet av inngangsreflektorer (68, 70, 72) som er plassert til å motta den innmatede kollimerte stråle langs en inngangsakse som er en annen enn utgangsaksen (78) og suksessivt å reflektere inngangsstrålen (66) på siktreflektormidlet (74) langs en akse som er en annen enn inngangs eller utgangs (78) aksene, idet i det minste en (72) av inngangsreflektorene anvender en vinkelmessig divergens på inngangsstrålen (66) slik at dens tverrsnitt utvider seg, idet siktereflektormidlet (74), inngangsreflektorene (68, 70, 72) og det kollimerende reflektormidlet (76) er tilpasset til å rotere om inngangsaksen for i alt vesentlig å opprettholde den relative vinkel mellom inngangs og utgangs (78) aksene.

4. System som angitt i krav 3, karakterisert ved at inngangsreflektorene omfatter tre reflektorer (68, 70, 72) som er plassert utenfor omhylningen av utgangsstrålen fra siktereflektormidlet (74), idet den første reflektoren (68) er plassert i inngangsstrålebanen, den andre reflektoren (70) dirigerer inngangsstrålen (66) som reflekteres fra den første reflektoren (68) mot den tredje reflektoren (72), og den tredje reflektoren (72) er konveks for å påføre en vinkelmessig divergens på inngangsstrålen (66) og plassert til å reflektere strålen mot siktereflektormidlet (74).

5. System som angitt i krav 4, karakterisert ved at nevnte første og andre inngangsreflektorer (68, 70) er plassert generelt på motsatte sider av nevnte sikte-og kollimeringsreflektormidler (74, 76) fra den tredje inngangsreflektoren (72).

6. System som angitt i krav 4 eller 5, karakterisert ved at den vinkelmessige orientering av den andre inngangsreflektoren (70) er justerbar.

7. System som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-6, karakterisert ved at siktereflektormidlet (74) og det kollimerende reflektormidlet (76) er plassert generelt på motsatte sider av inngangsaksen.

8. System som angitt i krav 7, underordnet krav 4, 5 eller 6, karakterisert ved at siktereflektormidlet (74) og den andre inngangsreflektoren (70) er plassert generelt på motsatte sider av inngangsaksen fra det kollimerende reflektormidlet (76) og den tredje reflektoren (72).

9. System som angitt i krav 1, karakterisert ved at sikteref lektormidlet (74) omfatter et i alt vesentlig plant speil.

10. Fremgangsmåte for afokalt å utvide og sikte en kollimert inngangsstråle (66) langs en ønsket utgangsakse (78), der en vinkelmessig divergens påføres på inngangsstrålen (66) slik at dens tverrsnitt utvider seg, karakterisert ved å rette den utvidende strålen mot en reflekterende overflate (74) langs en ekspansjonsstråleakse (80), og i det minste delvis kollimere den utvidende strålen som reflekteres fra den reflekterende overflaten (74) og reflektere strålen tilbake til den reflekterende overflaten (74) langs en forutbestemt innfallende akse (84), som er forskjellig fra ekspansjonsstråleakse, slik at den reflekteres av den reflekterende overflaten (74) langs den ønskede utgangsaksen (78) som en i alt vesentlig kollimert stråle som har større tverrsnitt enn inngangsstrålen (66).

11. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakterisert ved at den ekspanderende strålen i alt vesentlig fullstendig kollimeres mellom å bli initielt reflektert fra den reflekterende overflaten (74) og bli reflektert tilbake til den reflekterende overflaten (74).

12. Fremgangsmåte som angitt i krav 10 eller 11, karakterisert ved dessuten å omfatte trinnet å rotere den reflekterende overflaten (74) om inngangsstråleaksen, for derved å rotere utgangsstrålen om inngangsstråleaksen (66).