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コリメータとは、粒子や波のビームを狭める装置です。「狭める」とは、運動方向を特定の方向に揃えること（つまり、平行光や平行光線を作ること）と、ビームの空間的な断面積を小さくすること（ビーム制限装置）のどちらかを意味します。
イギリスの物理学者ヘンリー・ケイターは、実用的な天文学に多大な貢献をした浮動コリメータの発明者でした。彼は1825年1月に自身の発明について報告しました。[ 1 ]ケイターは報告の中で、この分野におけるカール・フリードリヒ・ガウスとフリードリヒ・ベッセルの以前の研究に言及しました。
光学において、コリメータは、何らかの光源や焦点位置に像を持つ湾曲した鏡やレンズで構成される場合がある。これを用いることで、視差をほとんど、あるいは全く生じさせることなく、無限遠に焦点を合わせたターゲットを再現することができる。
照明においては、コリメータは通常、非結像光学の原理を用いて設計される。[ 2 ]
光学コリメータは、他の光学機器の校正[ 3 ] 、すべての要素が光軸上に整列しているかどうかの確認、要素を適切な焦点位置に設定、双眼鏡や銃身と照準器などの2つ以上の機器の整列[ 4 ]に使用できます。測量カメラは、写真測量のように、基準マーカーを主点を定義するように設定することでコリメートできます。
光学コリメータは、コリメータサイトと呼ばれる銃の照準器としても使用されます。コリメータサイトとは、十字線やその他のレティクルが焦点にある単純な光学コリメータです。観察者はレティクルの像しか見ることができません。観察者は、両目を開けて片方の目でコリメータサイトを見るか、片目を開けて頭を動かしてサイトとターゲットを交互に見るか、片目でサイトとターゲットを部分的に同時に見るかのいずれかで使用しなければなりません。[ 5 ]ビームスプリッターを追加すると、観察者はレティクルと視野の両方を見ることができ、反射式サイトになります。
コリメータは、レーザーダイオードやCO2切断レーザーで使用できます。十分なコヒーレンス長を持つレーザー光源の適切なコリメーションは、シアリング干渉計で確認できます。
X線光学、ガンマ線光学、中性子光学において、コリメータとは、特定の方向に平行に進む光線のみを通過させるように光線の流れをフィルタリングする装置です。X線、ガンマ線、中性子の画像化にはコリメータが使用されます。これは、光波長または近光波長の電磁放射線の場合のようにレンズを用いてこれらの放射線を画像に集束させることが困難であるためです。コリメータは、原子力発電所の放射線検出器において、方向感度を高めるためにも使用されます。
右の図は、中性子線装置およびX線装置におけるゼラーコリメータの使用方法を示しています。上段の図はコリメータを使用しない場合を示し、下段の図はコリメータを使用した場合を示しています。どちらの図においても、放射線源は右側にあり、画像は図の左側にある灰色のプレートに記録されます。
コリメータがない場合、あらゆる方向からの光線が記録されます。例えば、試料の上部（図の右側）を通過した光線が下向きに進んでいる場合、その光線がプレートの下部に記録される可能性があります。その結果得られる画像は、ぼやけて不鮮明になり、役に立たなくなります。
図の下段には、コリメータ（青色のバー）が追加されています。これは、入射放射線に対して不透明な鉛などの板に多数の微細な穴を開けたもの、あるいは中性子の場合、中性子吸収材（例えばガドリニウム）と中性子透過材を交互に重ねたサンドイッチ構造（長さは数フィートにもなることがあります。ENGIN -Xを参照）にすることができます。透過材は、空気のような単純なものでも構いません。あるいは、機械的強度が必要な場合は、アルミニウムなどの材料を使用することもできます。これが回転機構の一部である場合、サンドイッチ構造は湾曲させることができます。これにより、コリメーションに加えてエネルギー選択が可能になります。コリメータの湾曲と回転によって、特定のエネルギーの中性子に対してのみ直線経路が提供されます。穴にほぼ平行に進む光線のみが穴を通過し、それ以外の光線は板の表面または穴の側面に当たって吸収されます。これにより、光線がプレート上の適切な位置に記録され、鮮明な画像が生成されることが保証されます。
イリジウム192やコバルト60などのガンマ線源を用いた工業用放射線撮影では、コリメータ（ビーム制限装置）によって、放射線技師はフィルムに照射する放射線量を制御し、X線写真を作成して材料の欠陥を検査することができます。この場合、コリメータは一般的にタングステン製で、半価層の数、つまり不要な放射線を何倍に低減するかによって評価されます。例えば、厚さ13mm （0.52インチ）の4HVLタングステンコリメータの側面の最も薄い壁は、そこを通過する放射線の強度を88.5%低減します。これらのコリメータの形状により、放出された放射線は試料やX線フィルムに向かって自由に進む一方、作業員など望ましくない方向に放出される放射線の大部分は遮断されます。
コリメータは解像度を向上させる一方で、入射放射線を遮断することで強度を低下させるため、高感度を必要とするリモートセンシング機器には好ましくない。そのため、マーズ・オデッセイに搭載されたガンマ線分光計は非コリメータ式である。ほとんどの鉛製コリメータは、入射光子の1%未満しか透過させない。コリメータを電子分析に置き換える試みも行われている。
コリメータ（ビーム制限装置）は、放射線治療に使用されるリニアアクセラレータで使用されます。これらは、装置から放出される放射線ビームの形状を調整し、ビームの最大照射範囲を制限するのに役立ちます。
リニアアクセラレータの治療ヘッドは、一次コリメータと二次コリメータで構成されています。一次コリメータは、電子ビームが垂直方向に達した後に配置されます。光子線を使用する場合は、ビームがX線ターゲットを通過した後に配置されます。二次コリメータは、フラットニングフィルター（光子線治療の場合）または散乱箔（電子線治療の場合）の後に配置されます。二次コリメータは、治療領域のサイズを拡大または縮小するために移動可能な2つのジョーで構成されています。
放射線治療において、治療領域を局所化するためにビームの形状をさらに調整する目的で、マルチリーフコリメータ（MLC）を用いた新しいシステムが用いられる。MLCは、約50～120枚の重金属製コリメータ板から構成されており、これらの板がスライドして所定の位置に配置されることで、所望の照射野形状が形成される。
穴の長さが 1 の平行穴コリメータの空間分解能を求めるには、穴の直径そして、画像化された物体までの距離以下の式を使用できます ここで、有効長は次のように定義される。 どこは、コリメータを構成する材料の線減衰係数です。
