Un filtro spaziale è un dispositivo utilizzato per alterare o correggere le aberrazioni nelle uscite di sorgenti luminose coerenti. Le aberrazioni sono caratteristiche indesiderabili nel fascio di luce proiettato causate da ottiche mal realizzate, sporche o danneggiate, spesso caratterizzate da anelli di luce deboli e concentrici attorno al fascio centrale. Il filtro spaziale è tipicamente costituito da una lente del collimatore che focalizza il raggio di luce e lo fa passare attraverso una minuscola apertura. Ciò consente il passaggio solo della parte desiderata del raggio escludendo le aberrazioni. I filtri spaziali sono comunemente usati per rimuovere le imperfezioni da sorgenti luminose di precisione ad alta intensità come i laser.
L’integrità delle sorgenti luminose ad alta intensità, finemente focalizzate o coerenti dipende da una serie di elementi, il più importante dei quali è la qualità dell’ottica utilizzata nella generazione del fascio di luce. Problemi come standard di produzione scadenti, contaminazione e danni di qualsiasi tipo possono causare aberrazioni o imperfezioni nell’emissione luminosa. Questi possono influenzare il raggio a tal punto da non svolgere più la sua funzione prevista, in particolare nel caso di dispositivi di alta precisione come i laser. Le aberrazioni sono spesso visibili come anelli sfocati e concentrici di luce più debole attorno al raggio di uscita centrale.
Un metodo comune per ripristinare la fedeltà desiderata delle emissioni luminose è l’uso di un filtro spaziale. Questi dispositivi rifocalizzano la luce e filtrano le parti indesiderabili del raggio, lasciando solo l’uscita originale. Ciò si ottiene focalizzando il raggio di luce utilizzando una lente separata e dirigendolo su una lastra di alluminio spessa con un’apertura molto piccola, o foro, sulla sua superficie. La dimensione del foro è accuratamente calcolata per adattarsi alla lunghezza focale delle lenti utilizzate nel dispositivo, alla lunghezza d’onda del raggio e all’entità delle imperfezioni presenti nel raggio.
Questa procedura blocca efficacemente le porzioni aberranti presenti nel fascio di luce, lasciando passare attraverso l’apertura solo la porzione desiderata. La procedura consente una fedeltà estremamente elevata nell’emissione luminosa risultante. La dimensione dell’apertura del filtro spaziale è tuttavia critica e piccoli errori di calcolo possono avere un effetto negativo sul raggio di uscita. Se il foro è troppo piccolo, potrebbe verificarsi una significativa perdita di potenza, mentre, se troppo grande, si verificherà un filtraggio dell’aberrazione minimo o nullo. In molti dispositivi di filtraggio spaziale disponibili in commercio, vengono utilizzati anche obiettivi per microscopio a causa della loro intrinseca alta qualità.