Tul fokali tad-definizzjoni tas-sistemi ottiċi u metodi ta 'ttestjar

1. It-tul fokali tas-sistemi ottiċi

It-tul fokali huwa indikatur importanti ħafna tas-sistema ottika, għall-kunċett ta 'tul fokali, aħna ftit jew wisq għandna fehim, aħna nirrevedu hawn.
It-tul fokali ta 'sistema ottika, definita bħala d-distanza miċ-ċentru ottiku tas-sistema ottika sal-fokus tar-raġġ meta inċident tad-dawl parallel, hija kejl tal-konċentrazzjoni jew diverġenza tad-dawl f'sistema ottika. Aħna nużaw id-dijagramma li ġejja biex nuru dan il-kunċett.

In the above figure, the parallel beam incident from the left end, after passing through the optical system, converges to the image focus F', the reverse extension line of the converging ray intersects with the corresponding extension line of the incident parallel ray at a point, and the surface that passes this point and is perpendicular to the optical axis is called the back principal plane, the back principal plane intersects with the optical axis at point P2, which is called the main point (or il-punt taċ-ċentru ottiku), id-distanza bejn il-punt ewlieni u l-fokus tal-immaġni, huwa dak li normalment insejħu t-tul fokali, l-isem sħiħ huwa t-tul fokali effettiv tal-immaġini.
Jista 'jidher ukoll mill-figura li d-distanza mill-aħħar wiċċ tas-sistema ottika sal-punt fokali f' ta 'l-immaġni tissejjaħ it-tul fokali ta' wara (BFL). B'mod korrispondenti, jekk ir-raġġ parallel huwa inċident min-naħa tal-lemin, hemm ukoll kunċetti ta 'tul fokali effettiv u tul fokali ta' quddiem (FFL).

2. Metodi ta 'ttestjar tat-tul fokali

Fil-prattika, hemm ħafna metodi li jistgħu jintużaw biex jiġu ttestjati t-tul fokali tas-sistemi ottiċi. Ibbażat fuq prinċipji differenti, il-metodi ta 'ttestjar tat-tul fokali jistgħu jinqasmu fi tliet kategoriji. L-ewwel kategorija hija bbażata fuq il-pożizzjoni tal-pjan tal-immaġni, it-tieni kategorija tuża r-relazzjoni bejn l-ingrandiment u t-tul fokali biex tikseb il-valur tat-tul fokali, u t-tielet kategorija tuża l-kurvatura tal-mewġ tar-raġġ tad-dawl konverġenti biex tikseb il-valur tat-tul fokali.
F'din it-taqsima, aħna nintroduċu l-metodi użati komunement għall-ittestjar tat-tul fokali tas-sistemi ottiċi :w

2.1CMetodu ollimatur

Il-prinċipju ta 'l-użu ta' kollimatur biex jittestja t-tul fokali ta 'sistema ottika huwa kif muri fid-dijagramma hawn taħt:

Fil-figura, il-mudell tat-test jitqiegħed fil-fokus tal-kollimatur. L-għoli y tal-mudell tat-test u t-tul fokali f_c"Il-kollimatur huma magħrufa. Wara li r-raġġ parallel li joħroġ mill-kollimatur huwa konverġenti mis-sistema ottika ttestjata u immaġina fuq il-pjan tal-immaġni, it-tul fokali tas-sistema ottika jista 'jiġi kkalkulat abbażi tal-għoli y' tal-mudell tat-test fuq il-pjan tal-immaġni. It-tul fokali tas-sistema ottika ttestjata tista 'tuża l-formula li ġejja:

2.2 GaussianMETHOD
Iċ-ċifra skematika tal-metodu Gaussjan għall-ittestjar tat-tul fokali ta 'sistema ottika hija murija kif hawn taħt:

Fil-figura, il-pjan prinċipali ta 'quddiem u ta' wara tas-sistema ottika li qed jiġu ttestjati huma rrappreżentati bħala P u P 'rispettivament, u d-distanza bejn iż-żewġ pjani prinċipali hija D_P- F'dan il-metodu, il-valur ta 'D_Phuwa meqjus li huwa magħruf, jew il-valur tiegħu huwa żgħir u jista 'jiġi injorat. Oġġett u skrin li jirċievu huma mqiegħda fit-truf tax-xellug u tal-lemin, u d-distanza bejniethom hija rreġistrata bħala L, fejn L jeħtieġ li tkun akbar minn 4 darbiet it-tul fokali tas-sistema taħt test. Is-sistema taħt test tista 'titqiegħed f'żewġ pożizzjonijiet, innotata bħala Pożizzjoni 1 u Pożizzjoni 2 rispettivament. L-oġġett fuq ix-xellug jista 'jkun immaġina b'mod ċar fuq l-iskrin li jirċievi. Id-distanza bejn dawn iż-żewġ postijiet (innotati bħala D) tista 'titkejjel. Skond ir-relazzjoni konjugata, nistgħu nibdew:

F'dawn iż-żewġ pożizzjonijiet, id-distanzi tal-oġġett huma rreġistrati bħala S1 u S2 rispettivament, imbagħad S2 - S1 = D. Permezz tad-derivazzjoni tal-formula, nistgħu nibdew it-tul fokali tas-sistema ottika kif hawn taħt:

2.3LEnsometru
Il-lensometru huwa adattat ħafna għall-ittestjar ta 'sistemi ottiċi ta' tul fokali twil. Il-figura skematika tagħha hija kif ġej:

L-ewwel, il-lenti taħt test ma titqiegħedx fil-passaġġ ottiku. Il-mira osservata fuq ix-xellug tgħaddi mill-lenti tal-kollimazzjoni u ssir dawl parallel. Id-dawl parallel huwa konverġenti minn lenti konverġenti b'tul fokali ta 'f₂u tifforma immaġni ċara fil-pjan ta 'immaġni ta' referenza. Wara li l-passaġġ ottiku jiġi kkalibrat, il-lenti taħt test titqiegħed fil-passaġġ ottiku, u d-distanza bejn il-lenti taħt test u l-lenti konverġenti hija f₂- Bħala riżultat, minħabba l-azzjoni tal-lenti li qed tiġi ttestjata, ir-raġġ tad-dawl jiġi rifokat mill-ġdid, u jikkawża bidla fil-pożizzjoni tal-pjan tal-immaġni, li tirriżulta f'immaġni ċara fil-pożizzjoni tal-pjan tal-immaġni l-ġdid fid-dijagramma. Id-distanza bejn il-pjan tal-immaġni l-ġdid u l-lenti konverġenti hija indikata bħala x. Ibbażat fuq ir-relazzjoni oġġett-immaġini, it-tul fokali tal-lenti taħt test jista 'jiġi dedott bħala:

Fil-prattika, il-lentijiet intuża ħafna fil-kejl fokali tal-lentijiet spettakli, u għandu l-vantaġġi ta 'tħaddim sempliċi u preċiżjoni affidabbli.

2.4 AbbeREfractometer

Ir-refrattometru Abbe huwa metodu ieħor għall-ittestjar tat-tul fokali tas-sistemi ottiċi. Il-figura skematika tagħha hija kif ġej:

Poġġi żewġ kbarat b'għoli differenti fin-naħa tal-wiċċ tal-oġġett tal-lenti taħt it-test, jiġifieri SCALEPLATE 1 u SCALEPLATE 2. L-għoli korrispondenti ta 'Scaleplates huma Y1 u Y2. Id-distanza bejn iż-żewġ scaleplates hija E, u l-angolu bejn il-linja ta 'fuq tal-ħakkiem u l-assi ottiku huwa U. L-iskalat huwa mmarkat mil-lenti ttestjata b'tul fokali ta 'f. Mikroskopju huwa installat fit-tarf tal-wiċċ tal-immaġni. Billi tiċċaqlaq il-pożizzjoni tal-mikroskopju, jinstabu l-immaġini ta 'fuq taż-żewġ scaleplates. F'dan iż-żmien, id-distanza bejn il-mikroskopju u l-assi ottiku hija indikata bħala y. Skond ir-relazzjoni oġġett-immaġini, nistgħu nibdew it-tul fokali bħala ：

2.5 Deflectometry MoireMetodu
Il-metodu tad-deflectometry Moiré se juża żewġ settijiet ta 'deċiżjonijiet ta' Ronchi f'raġġi tad-dawl paralleli. Id-deċiżjoni ta 'Ronchi hija xejra simili għall-grilja ta' film tal-kromju tal-metall depożitat fuq sottostrat tal-ħġieġ, użat komunement għall-ittestjar tal-prestazzjoni tas-sistemi ottiċi. Il-metodu juża l-bidla fix-xifer tal-moiré iffurmati miż-żewġ gradilji biex jittestjaw it-tul fokali tas-sistema ottika. Id-dijagramma skematika tal-prinċipju hija kif ġej ：

Fil-figura ta 'hawn fuq, l-oġġett osservat, wara li jgħaddi mill-kollimatur, isir raġġ parallel. Fil-passaġġ ottiku, mingħajr ma żżid il-lenti ttestjata l-ewwel, ir-raġġ parallel jgħaddi minn żewġ gradilji b'angolu ta 'spostament ta' θ u spazjar tal-ħakk ta 'D, li jifforma sett ta' fringes moiré fuq il-pjan tal-immaġni. Imbagħad, il-lenti ttestjata titqiegħed fil-passaġġ ottiku. Id-dawl kollimat oriġinali, wara rifrazzjoni mil-lenti, jipproduċi ċertu tul fokali. Ir-raġġ tal-kurvatura tar-raġġ tad-dawl jista 'jinkiseb mill-formula li ġejja ：

Normalment il-lenti taħt test titqiegħed viċin ħafna tal-ewwel ħakk, u għalhekk il-valur R fil-formula ta 'hawn fuq jikkorrispondi għat-tul fokali tal-lenti. Il-vantaġġ ta 'dan il-metodu huwa li jista' jittestja t-tul fokali ta 'sistemi ta' tul fokali pożittiv u negattiv.

2.6 OttikuFiberAUtokollimazzjoniMETHOD
Il-prinċipju ta 'l-użu tal-metodu ta' l-awtokollimazzjoni tal-fibra ottika biex jiġi ttestjat it-tul fokali tal-lenti huwa muri fil-figura hawn taħt. Juża fibra ottika biex jarmi raġġ diverġenti li jgħaddi mil-lenti li qed jiġi ttestjat u mbagħad fuq mera tal-pjan. It-tliet mogħdijiet ottiċi fil-figura jirrappreżentaw il-kundizzjonijiet tal-fibra ottika fil-fokus, fil-fokus, u barra l-fokus rispettivament. Billi tmexxi l-pożizzjoni tal-lenti taħt test 'il quddiem u lura, tista' ssib il-pożizzjoni tar-ras tal-fibra fil-fokus. F'dan iż-żmien, ir-raġġ huwa kollimat minnu nnifsu, u wara riflessjoni mill-mera tal-pjan, ħafna mill-enerġija jirritornaw għall-pożizzjoni tar-ras tal-fibra. Il-metodu huwa sempliċi fil-prinċipju u faċli biex jiġi implimentat.

3.Konklużjoni

It-tul fokali huwa parametru importanti ta 'sistema ottika. F'dan l-artikolu, aħna niddettaljaw il-kunċett tat-tul fokali tas-sistema ottika u l-metodi ta 'ttestjar tiegħu. Flimkien mad-dijagramma skematika, aħna nispjegaw id-definizzjoni ta 'tul fokali, inklużi l-kunċetti ta' tul fokali min-naħa tal-immaġni, tul fokali min-naħa tal-oġġett, u tul fokali minn quddiem għal wara. Fil-prattika, hemm ħafna metodi għall-ittestjar tat-tul fokali ta 'sistema ottika. Dan l-artikolu jintroduċi l-prinċipji tal-ittestjar tal-metodu tal-kollimatur, metodu Gaussjan, metodu ta 'kejl tat-tul fokali, metodu ta' kejl tat-tul fokali, metodu ta 'deflessjoni tal-moiré, u metodu ta' awtokollimazzjoni tal-fibra ottika. Nemmen li billi taqra dan l-artikolu, ser ikollok għarfien aħjar tal-parametri tat-tul fokali fis-sistemi ottiċi.