Fokusa longo de optikaj sistemoj difino kaj testmetodoj

1. Fokala longo de optikaj sistemoj

Fokala longo estas tre grava indikilo de optika sistemo, por la koncepto de fokusa longo, ni pli -malpli havas komprenon, ni revizias ĉi tie.
La fokusa longo de optika sistemo, difinita kiel la distanco de la optika centro de la optika sistemo ĝis la fokuso de la trabo kiam paralela lum -incidento, estas mezuro de la koncentriĝo aŭ diverĝo de lumo en optika sistemo. Ni uzas la jenan diagramon por ilustri ĉi tiun koncepton.

En ĉi -supra figuro, la paralela trabo -incidento de la maldekstra fino, post trapasado de la optika sistemo, konverĝas al la bilda fokuso f ', la inversa etenda linio de la konverĝa radio intersekcas kun la responda etenda linio de la incidento paralela al la opinio de la azo kun la azo, kiu estas la malantaŭa ebenaĵo, kaj la malantaŭa ebenaĵo estas la ebenaĵo de la loko, kaj la malantaŭa ebenaĵo kaj estas la malantaŭa. Ĉe punkto P2, kiu estas nomata la ĉefa punkto (aŭ la optika centra punkto), la distanco inter la ĉefa punkto kaj la bilda fokuso, ĝi estas tio, kion ni kutime nomas la fokusa longo, la plena nomo estas la efika fokusa longo de la bildo.
Ĝi ankaŭ videblas el la figuro, ke la distanco de la lasta surfaco de la optika sistemo ĝis la fokusa punkto f 'de la bildo nomiĝas la malantaŭa fokusa longo (BFL). Responde, se la paralela trabo estas incidenta de la dekstra flanko, estas ankaŭ konceptoj de efika fokusa longo kaj antaŭa fokusa longo (FFL).

2. Fokusaj testaj metodoj

En la praktiko, estas multaj metodoj uzeblaj por testi la fokusan longon de optikaj sistemoj. Surbaze de malsamaj principoj, la fokusaj testaj metodoj povas esti dividitaj en tri kategoriojn. La unua kategorio baziĝas sur la pozicio de la bilda ebeno, la dua kategorio uzas la rilaton inter grandigo kaj fokusa longo por akiri la fokusan longan valoron, kaj la tria kategorio uzas la ondfrontan kurbecon de la konverĝa lum -trabo por akiri la fokusan longan valoron.
En ĉi tiu sekcio, ni enkondukos la komune uzitajn metodojn por testi la fokusan longon de optikaj sistemoj: ：

2.1COllimator -metodo

La principo uzi kolimatoron por testi la fokusan longon de optika sistemo estas kiel montrita en la suba diagramo:

En la figuro, la testo -ŝablono estas metita ĉe la fokuso de la kolimatoro. La alteco y de la prova ŝablono kaj la fokusa longo f_c'De la kolimatoro estas konataj. Post kiam la paralela trabo elsendita de la kolimatoro estas konverĝita de la testita optika sistemo kaj bildigita sur la bilda ebeno, la fokusa longo de la optika sistemo povas esti kalkulita surbaze de la alteco kaj 'de la testo -ŝablono sur la bilda ebeno. La fokusa longo de testita optika sistemo povas uzi la jenan formulon:

2.2 GaŭsaMetodo
La skema figuro de gaŭsa metodo por testi la fokusan longon de optika sistemo estas montrita kiel sube:

En la figuro, la antaŭaj kaj malantaŭaj ĉefaj ebenoj de la optika sistemo sub provo estas reprezentitaj kiel P kaj P 'respektive, kaj la distanco inter la du ĉefaj ebenoj estas D_P. En ĉi tiu metodo, la valoro de D_Pestas konsiderata konata, aŭ ĝia valoro estas malgranda kaj povas esti ignorita. Objekto kaj riceva ekrano estas metitaj ĉe la maldekstra kaj dekstra ekstremo, kaj la distanco inter ili estas registrita kiel L, kie L bezonas esti pli granda ol 4 fojojn la fokusa longo de la sistemo sub provo. La sistemo sub provo povas esti metita en du poziciojn, notitajn kiel pozicio 1 kaj pozicio 2 respektive. La objekto maldekstre povas esti klare bildigita sur la riceva ekrano. La distanco inter ĉi tiuj du lokoj (nomata kiel D) povas esti mezurita. Laŭ la konjuga rilato, ni povas akiri:

Ĉe ĉi tiuj du pozicioj, la objektaj distancoj estas registritaj kiel S1 kaj S2 respektive, tiam S2 - S1 = D. Per formula derivado, ni povas akiri la fokusan longon de la optika sistemo kiel sube:

2.3Lensometro
La lensometro tre taŭgas por testado de longaj fokusaj optikaj sistemoj. Ĝia skema figuro estas jena:

Unue, la lenso sub provo ne estas metita en la optikan vojon. La observita celo maldekstre trapasas la kolimigan lenson kaj fariĝas paralela lumo. La paralela lumo estas konverĝita per konverĝa lenso kun fokusa longo de f₂kaj formas klaran bildon ĉe la referenca bilda ebeno. Post kiam la optika vojo estas kalibrita, la lenso sub provo estas metita en la optikan vojon, kaj la distanco inter la lenso sub testo kaj la konverĝa lenso estas f₂. Rezulte, pro la ago de la lenso sub provo, la malpeza trabo estos refokita, kaŭzante movon en la pozicio de la bilda ebeno, rezultigante klaran bildon ĉe la pozicio de la nova bilda ebeno en la diagramo. La distanco inter la nova bilda ebeno kaj la konverĝa lenso estas nomata kiel x. Surbaze de la rilato objekto-bildo, la fokusa longo de la lenso sub testo povas esti deduktita kiel:

En la praktiko, la lensometro estis vaste uzata en la supra fokusa mezurado de spektaklaj lensoj, kaj havas la avantaĝojn de simpla funkciado kaj fidinda precizeco.

2.4 ABBEREfractometro

La refractometro de ABBE estas alia metodo por testi la fokusan longon de optikaj sistemoj. Ĝia skema figuro estas jena:

Metu du regantojn kun malsamaj altecoj ĉe la objekta surfaca flanko de la lenso sub testo, nome skalplato 1 kaj skaloplato 2. La respondaj skalplatoj estas Y1 kaj Y2. La distanco inter la du skalplatoj estas E, kaj la angulo inter la supra linio de la reganto kaj la optika akso estas U. La skalo estas bildigita per la testita lenso kun fokusa longo de f. Mikroskopo estas instalita ĉe la bilda surfaco. Movante la pozicion de la mikroskopo, la supraj bildoj de la du skalplatoj estas trovitaj. Ĉi -foje, la distanco inter la mikroskopo kaj la optika akso estas nomata kiel y. Laŭ la rilato objekto-bildo, ni povas akiri la fokusan longon kiel ：

2.5 Moire DeflectometrioMetodo
La Moiré -deflectometria metodo uzos du arojn de Ronchi -decidoj en paralelaj lumaj traboj. Rulado de Ronchi estas krad-simila ŝablono de metala kromo-filmo deponita sur vitra substrato, ofte uzata por testado de la agado de optikaj sistemoj. La metodo uzas la ŝanĝon de moiré -franĝoj formitaj de la du kradoj por testi la fokusan longon de la optika sistemo. La skema diagramo de la principo estas kiel sekvas ：

En la figuro supre, la observita objekto, post trapasado de la kolimatoro, fariĝas paralela trabo. En la optika vojo, sen aldoni la testitan lenson unue, la paralela trabo trapasas du kradojn kun movo -angulo de θ kaj krada interspaco de D, formante aron da moiré -franĝoj sur la bilda ebeno. Poste, la testita lenso estas metita en la optikan vojon. La originala kolimata lumo, post refrakto de la lenso, produktos certan fokuson. La kurba radio de la luma trabo povas esti akirita el la sekva formulo ：

Kutime la lenso sub provo estas tre proksima al la unua krado, do la R -valoro en la supra formulo respondas al la fokusa longo de la lenso. La avantaĝo de ĉi tiu metodo estas, ke ĝi povas testi la fokusan longon de pozitivaj kaj negativaj fokusaj longaj sistemoj.

2.6 OptikaFiberAUtokolimoMetodo
La principo uzi la optikan fibran aŭtokolimigan metodon por testi la fokusan longon de la lenso estas montrita en la figuro sube. Ĝi uzas fibran optikon por elsendi diverĝan trabon, kiu trapasas la lenson testitan kaj poste sur ebenan spegulon. La tri optikaj vojoj en la figuro reprezentas la kondiĉojn de la optika fibro ene de la fokuso, ene de la fokuso, kaj ekster la fokuso respektive. Movante la pozicion de la lenso sub testo tien kaj reen, vi povas trovi la pozicion de la fibra kapo ĉe la fokuso. Ĉi-foje, la trabo estas mem-kolimigita, kaj post pripensado de la ebena spegulo, la plej granda parto de la energio revenos al la pozicio de la fibra kapo. La metodo principe estas simpla kaj facile efektivigebla.

3. Konkludo

Fokala longo estas grava parametro de optika sistemo. En ĉi tiu artikolo, ni detaligas la koncepton de optika sistemo fokusa longo kaj ĝiaj provaj metodoj. Kombinita kun la skema diagramo, ni klarigas la difinon de fokusa longo, inkluzive de la konceptoj de bild-flanka fokuso, objekt-flanka fokuso, kaj antaŭ-malantaŭa fokusa longo. En la praktiko, ekzistas multaj metodoj por testi la fokusan longon de optika sistemo. Ĉi tiu artikolo enkondukas la testajn principojn de la kolimatora metodo, Gaŭsa metodo, fokusa mezurmetodo, Metodo de mezurado de abbo -fokuso, metodo de deflekta moiré kaj metodo de aŭtokolimiga optika fibro. Mi kredas, ke legante ĉi tiun artikolon, vi pli bone komprenos la fokusajn parametrojn en optikaj sistemoj.