1. Фокусная адлегласць аптычных сістэм
Фокусная адлегласць з'яўляецца вельмі важным паказчыкам аптычнай сістэмы, для паняцця фокуснай адлегласці, мы больш-менш маем разуменне, мы разглядаем тут.
Фокусная адлегласць аптычнай сістэмы, якая вызначаецца як адлегласць ад аптычнага цэнтра аптычнай сістэмы да фокусу прамяня пры паралельным падзенні святла, з'яўляецца мерай канцэнтрацыі або дывергенцыі святла ў аптычнай сістэме. Мы выкарыстоўваем наступную схему, каб праілюстраваць гэтую канцэпцыю.
На прыведзеным вышэй малюнку паралельны прамень, які падае з левага канца, пасля праходжання праз аптычную сістэму збліжаецца да фокусу выявы F', зваротная лінія працягласці збежнага прамяня перасякаецца з адпаведнай лініяй працягласці падаючага паралельнага праменя на пункт, а паверхня, якая праходзіць праз гэты пункт і перпендыкулярная да аптычнай восі, называецца задняй галоўнай плоскасцю, задняя галоўная плоскасць перасякаецца з аптычнай воссю ў пункце P2, які называецца галоўным пунктам (або аптычным цэнтрам), адлегласць паміж галоўнай кропкай і фокусам выявы, гэта тое, што мы звычайна называем фокуснай адлегласцю, поўная назва - эфектыўная фокусная адлегласць выявы.
З малюнка таксама відаць, што адлегласць ад апошняй паверхні аптычнай сістэмы да факальнай кропкі F' выявы называецца задняй фокуснай адлегласцю (BFL). Адпаведна, калі паралельны прамень падае справа, існуюць таксама паняцці эфектыўнай фокуснай адлегласці і пярэдняй фокуснай адлегласці (ПФД).
2. Метады праверкі фокуснай адлегласці
На практыцы існуе мноства метадаў, якія можна выкарыстоўваць для праверкі фокуснай адлегласці аптычных сістэм. На падставе розных прынцыпаў метады тэсціравання фокуснай адлегласці можна падзяліць на тры катэгорыі. Першая катэгорыя заснавана на становішчы плоскасці відарыса, другая катэгорыя выкарыстоўвае залежнасць паміж павелічэннем і фокуснай адлегласцю для атрымання значэння фокуснай адлегласці, а трэцяя катэгорыя выкарыстоўвае крывізну хвалевага фронту збежнага светлавога пучка для атрымання значэння фокуснай адлегласці. .
У гэтым раздзеле мы прадставім метады, якія звычайна выкарыстоўваюцца для тэставання фокуснай адлегласці аптычных сістэм:：
2.1CМетад аліматар
Прынцып выкарыстання каліматара для праверкі фокуснай адлегласці аптычнай сістэмы паказана на схеме ніжэй:
На малюнку тэставы шаблон размешчаны ў фокусе каліматара. Вышыня y пробнага малюнка і фокусная адлегласць fc'каліматара вядомыя. Пасля таго, як паралельны прамень, выпраменьваны каліматарам, збліжаецца выпрабаванай аптычнай сістэмай і адлюстроўваецца на плоскасці відарыса, фокусная адлегласць аптычнай сістэмы можа быць вылічана на аснове вышыні y' тэставага малюнка на плоскасці відарыса. Фокусная адлегласць выпрабаванай аптычнай сістэмы можа выкарыстоўвацца па наступнай формуле:
2.2 ГаўсаMэтад
Схема метаду Гаўса для праверкі фокуснай адлегласці аптычнай сістэмы паказана ніжэй:
На малюнку пярэдняя і задняя галоўныя плоскасці доследнай аптычнай сістэмы пазначаны як P і P' адпаведна, а адлегласць паміж дзвюма галоўнымі плоскасцямі роўна dP. У гэтым метадзе значэнне dPлічыцца вядомым, або яго значэнне невялікае і яго можна праігнараваць. Аб'ект і прыёмны экран размяшчаюцца злева і справа, а адлегласць паміж імі запісваецца як L, дзе L павінна быць у 4 разы больш фокуснай адлегласці тэстуемай сістэмы. Выпрабоўваную сістэму можна размясціць у двух пазіцыях, пазначаных як пазіцыя 1 і пазіцыя 2 адпаведна. Аб'ект злева можа быць выразна адлюстраваны на экране прыёму. Адлегласць паміж гэтымі двума месцамі (пазначаецца як D) можна вымераць. У адпаведнасці са спалучанымі адносінамі мы можам атрымаць:
У гэтых дзвюх пазіцыях адлегласці да аб'ектаў запісваюцца як s1 і s2 адпаведна, затым s2 - s1 = D. Дзякуючы вывядзенню формулы мы можам атрымаць фокусную адлегласць аптычнай сістэмы, як паказана ніжэй:
2.3Лэнзаметр
Лінзаметр вельмі прыдатны для тэставання аптычных сістэм з вялікай фокуснай адлегласцю. Яго схематычны малюнак выглядае наступным чынам:
Па-першае, тэстуемая лінза не размешчана на аптычным шляху. Назіраная мішэнь злева праходзіць праз калімуючую лінзу і становіцца паралельным святлом. Паралельнае святло збірае збіральная лінза з фокуснай адлегласцю f2і ўтварае выразны відарыс на эталоннай плоскасці відарыса. Пасля каліброўкі аптычнага шляху доследная лінза змяшчаецца ў аптычны шлях, а адлегласць паміж доследнай лінзай і збіральнай лінзай складае f2. У выніку з-за дзеяння выпрабаванай лінзы светлавы прамень будзе перафакусіраваны, выклікаючы зрух у становішчы плоскасці відарыса, што прывядзе да выразнага відарыса ў становішчы новай плоскасці відарыса на дыяграме. Адлегласць паміж новай плоскасцю выявы і збіральнай лінзай пазначаецца як x. Грунтуючыся на ўзаемасувязі аб'ект-відарыс, фокусная адлегласць тэстуемай лінзы можа быць выведзена як:
На практыцы лінзаметр шырока выкарыстоўваецца для вымярэння верхняга фокуса акулярных лінзаў і мае такія перавагі, як простае кіраванне і надзейная дакладнасць.
2.4 АбэRэфрактометр
Рэфрактометр Абэ - яшчэ адзін метад праверкі фокуснай адлегласці аптычных сістэм. Яго схематычны малюнак выглядае наступным чынам:
Размясціце дзве лінейкі з рознай вышынёй на баку паверхні аб'екта на доследнай лінзе, а менавіта шкале 1 і шкале 2. Адпаведныя шкалы вышынёй y1 і y2. Адлегласць паміж дзвюма шкаламі роўна e, а вугал паміж верхняй лініяй лінейкі і аптычнай воссю роўны u. Маштабнае малюнак адлюстроўваецца выпрабаваным аб'ектывам з фокуснай адлегласцю f. Мікраскоп усталяваны на канцы паверхні малюнка. Перамяшчаючы пазіцыю мікраскопа, знаходзяць верхнія выявы дзвюх маштабных пласцінак. У гэты час адлегласць паміж мікраскопам і аптычнай воссю пазначаецца як y. Згодна з адносінамі аб'ект-відарыс, мы можам атрымаць фокусную адлегласць як:
2.5 Дэфлектаметрыя муараМетад
Метад дэфлектаметрыі Муара будзе выкарыстоўваць два наборы лінейак Ронкі ў паралельных пучках святла. Лінейка Ронкі - гэта падобны на сетку ўзор металічнай хромавай плёнкі, нанесенай на шкляную падкладку, які звычайна выкарыстоўваецца для праверкі прадукцыйнасці аптычных сістэм. Метад выкарыстоўвае змяненне палос муара, утвораных дзвюма кратамі, для праверкі фокуснай адлегласці аптычнай сістэмы. Прынцыповая схема прынцыпу выглядае наступным чынам:
На малюнку вышэй назіраны аб'ект, прайшоўшы праз каліматар, становіцца паралельным пучком. На аптычным шляху, без папярэдняга дадання выпрабаванай лінзы, паралельны прамень праходзіць праз дзве рашоткі з вуглом зрушэння θ і адлегласць паміж рашоткамі d, утвараючы набор муаравых палос на плоскасці выявы. Затым доследная лінза змяшчаецца ў аптычны шлях. Арыгінальны калімаваны святло пасля праламлення лінзай стварае пэўную фокусную адлегласць. Радыус крывізны прамяня святла можна атрымаць па наступнай формуле:
Звычайна доследная лінза размяшчаецца вельмі блізка да першай рашоткі, таму значэнне R у прыведзенай вышэй формуле адпавядае фокуснай адлегласці лінзы. Перавага гэтага метаду ў тым, што ён можа праверыць фокусную адлегласць станоўчай і адмоўнай сістэм фокуснай адлегласці.
2.6 АптычныFiberAаўтакалімацыяMэтад
Прынцып выкарыстання метаду аўтакалімацыі аптычнага валакна для праверкі фокуснай адлегласці аб'ектыва паказаны на малюнку ніжэй. Ён выкарыстоўвае оптавалакно для выпраменьвання разбежнага прамяня, які праходзіць праз лінзу, якая выпрабоўваецца, а затым на плоскае люстэрка. Тры аптычныя шляхі на малюнку адлюстроўваюць стан аптычнага валакна ў фокусе, у фокусе і па-за фокусам адпаведна. Перамяшчаючы становішча тэстуемай лінзы наперад і назад, вы можаце знайсці становішча галоўкі валакна ў фокусе. У гэты час прамень самоколлимируется, і пасля адлюстравання плоскім люстэркам большая частка энергіі вернецца ў становішча галоўкі валакна. Спосаб просты ў прынцыпе і просты ў рэалізацыі.
3.Заключэнне
Фокусная адлегласць - важны параметр аптычнай сістэмы. У гэтым артыкуле мы падрабязна апісваем канцэпцыю фокуснай адлегласці аптычнай сістэмы і метады яе тэсціравання. У спалучэнні з прынцыповай дыяграмай мы тлумачым азначэнне фокуснай адлегласці, уключаючы паняцці фокуснай адлегласці на баку выявы, фокуснай адлегласці на баку аб'екта і фокуснай адлегласці спераду назад. На практыцы існуе мноства метадаў праверкі фокуснай адлегласці аптычнай сістэмы. Гэты артыкул знаёміць з прынцыпамі тэсціравання каліматарнага метаду, метаду Гаўса, метаду вымярэння фокуснай адлегласці, метаду вымярэння фокуснай адлегласці Абэ, метаду адхілення Муара і метаду аўтакалімацыі аптычнага валакна. Мяркую, што, прачытаўшы гэты артыкул, вы лепш зразумееце параметры фокуснай адлегласці ў аптычных сістэмах.
Час публікацыі: 9 жніўня 2024 г
