1.Fokal længde af optiske systemer
Fokale længde er en meget vigtig indikator for det optiske system, for begrebet brændvidde, vi har mere eller mindre forståelse, vi gennemgår her.
Fokuslængden af et optisk system, defineret som afstanden fra det optiske centrum af det optiske system til bjælkens fokus, når parallel lyshændelse, er et mål for koncentrationen eller divergensen af lys i et optisk system. Vi bruger følgende diagram til at illustrere dette koncept.
I ovenstående figur konvergerer den parallelle strålehændelse fra den venstre ende, efter at have passeret gennem det optiske system, til billedfokus f ', den omvendte forlængelseslinje af den konvergerende stråle krydser den tilsvarende forlængelseslinje i den hændelsesparallelle stråle på et punkt og overfladen, der passerer dette punkt og er perpendikel til den optiske aks, kaldes det tilbage hovedfly, det tilbagepræsentant planter med den optiske, og det er perpendikel til den optiske akse, som det er tilbage, som det er tilbage, som det rektor, det er tilbageprøvede planer, med de optiske optiske Kaldt hovedpunktet (eller det optiske midtpunkt), afstanden mellem hovedpunktet og billedfokus, det er det, vi normalt kalder brændvidden, det fulde navn er billedets effektive brændvidde.
Det kan også ses fra figuren, at afstanden fra den sidste overflade af det optiske system til omdrejningspunktet f 'af billedet kaldes den bageste fokuslængde (BFL). Tilsvarende, hvis den parallelle stråle er hændelse fra højre side, er der også begreber om effektiv brændvidde og front -brændvidde (FFL).
2. Focale længde testmetoder
I praksis er der mange metoder, der kan bruges til at teste brændvidden for optiske systemer. Baseret på forskellige principper kan fokale længde -testmetoder opdeles i tre kategorier. Den første kategori er baseret på billedplanets placering, den anden kategori bruger forholdet mellem forstørrelse og brændvidde til at opnå brændviddeværdien, og den tredje kategori bruger bølgefrontkurvaturen for den konvergerende lysstråle til at opnå brændvidde.
I dette afsnit introducerer vi de almindeligt anvendte metoder til test af brændvidden for optiske systemer: Al
2.1COllimator -metode
Princippet om at bruge en kollimator til at teste brændvidden for et optisk system er som vist i nedenstående diagram:
I figuren placeres testmønsteret i fokus for kollimatoren. Højden Y for testmønsteret og brændvidden fc'Af kollimatoren er kendt. Efter den parallelle stråle, der udsendes af kollimatoren, konvergeres af det testede optiske system og afbildes på billedplanet, kan det optiske systems brændvidde beregnes på baggrund af højden y 'af testmønsteret på billedplanet. Fokuslængden af det testede optiske system kan bruge følgende formel:
2.2 GaussiskMethod
Den skematiske figur af den gaussiske metode til test af brændvidden for et optisk system er vist som nedenfor:
I figuren repræsenteres de forreste og bageste hovedplan i det optiske system, der er testet som henholdsvis P og P ', og afstanden mellem de to vigtigste fly er DP. I denne metode er værdien af DPbetragtes som kendt, eller dens værdi er lille og kan ignoreres. Et objekt og en modtagende skærm placeres til venstre og højre ender, og afstanden mellem dem registreres som L, hvor L skal være større end 4 gange brændstoflængden af systemet, der testes. Systemet, der blev testet, kan placeres i to positioner, betegnet som position 1 og position 2. Objektet til venstre kan tydeligt afbildes på den modtagende skærm. Afstanden mellem disse to placeringer (betegnet som d) kan måles. I henhold til det konjugerede forhold kan vi få:
På disse to positioner registreres objektafstandene som henholdsvis S1 og S2, derefter S2 - S1 = D. Gennem formelafledning kan vi få brændvidden for det optiske system som nedenfor:
2.3Lensometer
Lensometeret er meget velegnet til at teste optiske systemer med lang brændvidde. Dets skematiske tal er som følger:
Først placeres objektivet, der er under test, ikke i den optiske sti. Det observerede mål til venstre passerer gennem den kollimerende linse og bliver parallelt lys. Det parallelle lys konvergeres af en konvergerende linse med en brændvidde på F2og danner et klart billede ved referencebilledet. Efter at den optiske sti er kalibreret, placeres linsen, der er testet på den optiske sti, og afstanden mellem objektivet, der er testet og konvergerende linse, er F2. Som et resultat, på grund af virkningen af den objektiv, der er testet, vil lysstrålen blive fokuseret igen, hvilket forårsager et skift i billedplanets position, hvilket resulterer i et klart billede på placeringen af det nye billedplan i diagrammet. Afstanden mellem det nye billedplan og den konvergerende linse betegnes som x. Baseret på objekt-image-forholdet kan brændvidden for linsen, der er testet, udledes som:
I praksis er lensometeret blevet vidt brugt i den øverste fokale måling af brillerlinser og har fordelene ved enkel drift og pålidelig præcision.
2.4 AbbeREfractometer
ABBE -refraktometeret er en anden metode til test af brændvidden for optiske systemer. Dets skematiske tal er som følger:
Placer to herskere med forskellige højder på objektets overfladeside af linsen, der blev testet, nemlig skalaplade 1 og skalaplade 2.. Den tilsvarende skalplaters højde er Y1 og Y2. Afstanden mellem de to skalplader er E, og vinklen mellem linealens øverste linje og den optiske akse er u. Skalaflejret afbildes af den testede linse med en brændvidde på f. Et mikroskop er installeret ved billedoverfladeden. Ved at flytte mikroskopets position findes de øverste billeder af de to skalplader. På dette tidspunkt betegnes afstanden mellem mikroskopet og den optiske akse som y. I henhold til objekt-image-forholdet kan vi få brændvidden som ：
2.5 Moire -deflektometriMetode
Moiré -deflektometri -metoden vil bruge to sæt Ronchi -afgørelser i parallelle lysstråler. Ronchi-afgørelse er et gitterlignende mønster af metalchromfilm deponeret på et glasunderlag, der ofte bruges til at teste ydelsen af optiske systemer. Metoden anvender ændringen i Moiré -frynser dannet af de to riste til at teste brændvidden for det optiske system. Det skematiske diagram over princippet er som følger ：
I figuren ovenfor bliver det observerede objekt, efter at have passeret gennem kollimatoren, en parallel stråle. I den optiske sti, uden at tilføje den testede linse først, passerer den parallelle stråle gennem to gitter med en forskydningsvinkel på θ og en gitterafstand, der danner et sæt moiré -frynser på billedplanet. Derefter placeres den testede linse i den optiske sti. Det originale kollimerede lys, efter brydning af linsen, vil producere en bestemt brændvidde. Lysstrålens krumningsradius kan opnås fra følgende formel ：
Normalt placeres objektivet, der er testet, meget tæt på det første gitter, så R -værdien i ovenstående formel svarer til objektivets brændvidde. Fordelen ved denne metode er, at den kan teste brændvidden for positive og negative brændvidde -systemer.
2.6 OptiskFiberAutokollimationMethod
Princippet om at anvende den optiske fiber -autokollimationsmetode til at teste brændvidden for linsen er vist i figuren herunder. Den bruger fiberoptik til at udsende en divergerende stråle, der passerer gennem linsen, der testes, og derefter til et plan spejl. De tre optiske stier i figuren repræsenterer betingelserne for den optiske fiber inden for fokus, inden for fokus og uden for fokus. Ved at bevæge placeringen af objektivet, der er under test frem og tilbage, kan du finde placeringen af fiberhovedet i fokus. På dette tidspunkt er strålen selvkollimeret, og efter reflektion af flyspejlet vil det meste af energien vende tilbage til fiberhovedet. Metoden er i princippet enkel og let at implementere.
3. Konklusion
Fokale længde er en vigtig parameter for et optisk system. I denne artikel detaljerede vi begrebet optisk system -brændvidde og dets testmetoder. Kombineret med det skematiske diagram forklarer vi definitionen af brændvidde, herunder begreberne af billedsiden-brændvidde, brændvidde-side-brændvidde og front-to-back-brændvidde. I praksis er der mange metoder til test af brændvidden for et optisk system. Denne artikel introducerer testprincipperne for collimatormetoden, Gaussisk metode, målingsmetode for brændvidde, målingmetode for klostre -længde, moiré -afbøjningsmetode og optisk fiber autokollimationsmetode. Jeg tror, at du ved at læse denne artikel vil have en bedre forståelse af brændviddeparametrene i optiske systemer.
Posttid: Aug-09-2024
