Foka Longo de Optikaj Sistemoj Difino kaj Testado-Metodoj

1.Foka Longo de Optikaj Sistemoj

La fokusa distanco estas tre grava indikilo de optika sistemo, por la koncepto de fokusa distanco, ni pli-malpli havas komprenon, ni recenzas ĉi tie.
La fokusa distanco de optika sistemo, difinita kiel la distanco de la optika centro de la optika sistemo ĝis la fokuso de la trabo kiam paralela lumkazaĵo, estas kvanto de la koncentriĝo aŭ diverĝo de lumo en optika sistemo. Ni uzas la sekvan diagramon por ilustri ĉi tiun koncepton.

En la supra figuro, la paralela trabo okazanta de la maldekstra fino, post trapasado de la optika sistemo, konverĝas al la bildfokuso F', la inversa etendlinio de la konverĝa radio intersekcas kun la responda etendlinio de la okazaĵa paralela radio je a. punkto, kaj la surfaco kiu preterpasas ĉi tiun punkton kaj estas perpendikulara al la optika akso estas nomita la malantaŭa ĉefebeno, la malantaŭa ĉefebeno intersekcas kun la optika akso ĉe punkto P2, kiu estas nomita la ĉefpunkto (aŭ la optika centra punkto), la distanco inter la ĉefa punkto kaj la bilda fokuso, ĝi estas tio, kion ni kutime nomas la fokusa distanco, la plena nomo estas la efika fokusa distanco de la bildo.
Ĝi ankaŭ povas esti vidita de la figuro ke la distanco de la lasta surfaco de la optika sistemo ĝis la fokusa punkto F' de la bildo estas nomita la malantaŭa fokusa distanco (BFL). Ekvivalente, se la paralela trabo okazas de la dekstra flanko, ekzistas ankaŭ konceptoj de efika fokusa distanco kaj antaŭa fokusa distanco (FFL).

2. Fokallongaj Testaj Metodoj

En praktiko, ekzistas multaj metodoj kiuj povas esti uzitaj por testi la fokusan distancon de optikaj sistemoj. Surbaze de malsamaj principoj, la fokusdistancaj 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 pligrandigo kaj fokusa distanco por akiri la fokusan distancon valoron, kaj la tria kategorio uzas la ondofrontan kurbiĝon de la konverĝa lumfasko por akiri la fokusan distancon valoron. .
En ĉi tiu sekcio, ni enkondukos la ofte uzatajn metodojn por testi la fokusan distancon de optikaj sistemoj:：

2.1Collimator Metodo

La principo de uzado de kolimatoro por testi la fokusan distancon de optika sistemo estas kiel montrita en la diagramo malsupre:

En la figuron, la testpadrono estas metita ĉe la fokuso de la kolimilo. La alteco y de la testpadrono kaj la fokusa distanco f_c' de la kolimanto estas konataj. Post kiam la paralela trabo elsendita de la kolimilo konverĝas per la testita optika sistemo kaj bildigita sur la bildaviadilo, la fokusa distanco de la optika sistemo povas esti kalkulita surbaze de la alteco y' de la testpadrono sur la bildaviadilo. La fokusa distanco de testita optika sistemo povas utiligi la sekvan formulon:

2.2 GaŭsaMetodo
La skema figuro de gaŭsa metodo por testado de la fokusa distanco de optika sistemo estas montrita kiel malsupre:

En la figuro, la antaŭaj kaj malantaŭaj ĉefebenoj de la optika sistemo sub testo 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 konsiderita kiel konata, aŭ ĝia valoro estas malgranda kaj povas esti ignorita. Objekto kaj riceva ekrano estas metitaj ĉe la maldekstraj kaj dekstraj finoj, kaj la distanco inter ili estas registrita kiel L, kie L devas esti pli granda ol 4 fojojn la fokusa distanco de la testata sistemo. La sistemo sub testo povas esti metita en du poziciojn, indikitaj 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 (signitaj kiel D) povas esti mezurita. Laŭ la konjugacia rilato, ni povas ricevi:

Ĉe tiuj du pozicioj, la objektodistancoj estas registritaj kiel s1 kaj s2 respektive, tiam s2 - s1 = D. Tra formulo derivado, ni povas ricevi la fokusan distancon de la optika sistemo kiel malsupre:

2.3Lenzometro
La Lenzometro estas tre taŭga por testi optikaj sistemoj de longa fokusa distanco. Ĝia skema figuro estas kiel sekvas:

Unue, la lenso sub testo ne estas metita en la optikan vojon. La observita celo maldekstre pasas tra la kolimanta lenso kaj iĝas paralela lumo. La paralela lumo estas konverĝa per konverĝa lenso kun fokusa distanco de f₂kaj formas klaran bildon ĉe la referenca bildaviadilo. Post kiam la optika vojo estas kalibrita, la lenso sub testo estas metita en la optikan vojon, kaj la distanco inter la lenso sub testo kaj la konverĝa lenso estas f₂. Kiel rezulto, pro la ago de la lenso sub testo, la lumradio estos refokusita, kaŭzante ŝanĝon en la pozicio de la bildaviadilo, rezultigante klaran bildon ĉe la pozicio de la nova bildaviadilo en la diagramo. La distanco inter la nova bildaviadilo kaj la konverĝa lenso estas indikita kiel x. Surbaze de la objekto-bilda rilato, la fokusa distanco de la lenso sub testo povas esti konkludita kiel:

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

2.4 AbatoRefraktometro

La Abbe-refraktometro estas alia metodo por testado de la fokusa distanco de optikaj sistemoj. Ĝia skema figuro estas kiel sekvas:

Metu du regulojn kun malsamaj altecoj ĉe la objekta surfacflanko de la lenso sub testo, nome skalplato 1 kaj skalplato 2. La alteco de 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 scaleplated estas bildigita per la testita lenso kun fokusa distanco de f. Mikroskopo estas instalita ĉe la bilda surfacfino. Movante la pozicion de la mikroskopo, la supraj bildoj de la du skalplatoj estas trovitaj. En ĉi tiu tempo, la distanco inter la mikroskopo kaj la optika akso estas indikita kiel y. Laŭ la rilato de objekto-bildo, ni povas akiri la fokusan distancon kiel:

2.5 Moire-DeflektometrioMetodo
La Moiré-deflektometria metodo uzos du arojn de Ronchi-reguloj en paralelaj lumfaskoj. Ronchi-regado estas krad-simila padrono de metala kromfilmo deponita sur vitrosubstrato, ofte uzita por testado de la efikeco de optikaj sistemoj. La metodo utiligas la ŝanĝon en Moiré-franĝoj formitaj per la du kradoj por testi la fokusan distancon de la optika sistemo. La skema diagramo de la principo estas jena:

En la supra figuro, la observita objekto, post trapasado de la kolimatoro, iĝas paralela trabo. En la optika pado, sen aldonado de la testita lenso unue, la paralela trabo pasas tra du kradoj kun delokaĵangulo de θ kaj krada interspacigo de d, formante aron de Moiré-franĝoj sur la bildaviadilo. Tiam, la testita lenso estas metita en la optikan vojon. La origina kolimita lumo, post refrakto de la lenso, produktos certan fokusan distancon. La kurbradiuso de la lumradio povas esti akirita de la sekva formulo:

Kutime la lenso sub testo estas metita tre proksime al la unua krado, do la R-valoro en la supra formulo egalrilatas al la fokusa distanco de la lenso. La avantaĝo de tiu metodo estas ke ĝi povas testi la fokusan distancon de pozitivaj kaj negativaj fokusdistancaj sistemoj.

2.6 OptikaFiberAutokolimadoMetodo
La principo de uzado de la optika fibro aŭtokolimada metodo por testi la fokusan distancon de la lenso estas montrita en la figuro malsupre. Ĝi uzas fibron optikon por elsendi diverĝan trabon kiu pasas tra la lenso estanta testita kaj tiam sur ebenan spegulon. La tri optikaj padoj 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. En ĉi tiu tempo, la trabo estas mem-kolimita, kaj post reflektado de la ebena spegulo, la plej granda parto de la energio revenos al la pozicio de la fibra kapo. La metodo estas simpla principe kaj facile efektivigebla.

3.Konkludo

La fokusa distanco estas grava parametro de optika sistemo. En ĉi tiu artikolo, ni detaligas la koncepton de optika sistemo fokusa distanco kaj ĝiaj testaj metodoj. Kombinite kun la skema diagramo, ni klarigas la difinon de fokusa distanco, inkluzive de la konceptoj de bild-flanka fokusa distanco, objekt-flanka fokusa distanco kaj antaŭ-al-malantaŭa fokusa distanco. En praktiko, ekzistas multaj metodoj por testado de la fokusa distanco de optika sistemo. Ĉi tiu artikolo enkondukas la testajn principojn de la kolimatormetodo, Gaŭsa metodo, fokusa mezurmetodo, Abbe-fokusa mezurmetodo, Moiré-deflankmetodo kaj optika fibro-aŭtomata metodo. Mi kredas, ke legante ĉi tiun artikolon, vi havos pli bonan komprenon pri la parametroj de fokusa distanco en optikaj sistemoj.