1. Optik sistemlerin eşyası uzunluğu
Odak uzunluğu optik sistemin çok önemli bir göstergesidir, odak uzunluğu kavramı için, aşağı yukarı bir anlayışımız var, burada inceliyoruz.
Optik bir sistemin odak uzunluğu, optik sistemin optik merkezinden paralel ışık olayının odağına olan mesafe olarak tanımlanır, optik bir sistemdeki ışığın konsantrasyonunun veya sapmasının bir ölçüsüdür. Bu kavramı göstermek için aşağıdaki diyagramı kullanıyoruz.
Yukarıdaki şekilde, sol uçtan paralel ışın olayı, optik sistemden geçtikten sonra, bir noktada olay paralel ışınının karşılık gelen uzatma çizgisinin ters uzatma çizgisi ile kesişen ve bu noktada geçen ve optik eksene inen pos ile inatçı olarak adlandırılan yüzey, görüntünün ters uzatma çizgisine yakınlaşır. Ana nokta (veya optik merkez noktası), ana nokta ve görüntü odağı arasındaki mesafe, genellikle odak uzunluğu dediğimiz şeydir, tam ad görüntünün etkili odak uzunluğudur.
Ayrıca, optik sistemin son yüzeyinden görüntünün odak noktasına olan mesafeye arka odak uzunluğu (BFL) olarak adlandırıldığı gibi görülebilir. Buna uygun olarak, paralel ışın sağ taraftan olay ise, etkili odak uzunluğu ve ön odak uzunluğu (FFL) kavramları da vardır.
2. Odak uzunluğu test yöntemleri
Uygulamada, optik sistemlerin odak uzunluğunu test etmek için kullanılabilecek birçok yöntem vardır. Farklı ilkelere dayanarak, odak uzunluğu test yöntemleri üç kategoriye ayrılabilir. İlk kategori görüntü düzleminin konumuna dayanmaktadır, ikinci kategori odak uzunluğu değerini elde etmek için büyütme ve odak uzunluğu arasındaki ilişkiyi kullanır ve üçüncü kategori, odak uzunluğu değerini elde etmek için yakınsak ışık ışınının dalga ön eğriliğini kullanır.
Bu bölümde, optik sistemlerin odak uzunluğunu test etmek için yaygın olarak kullanılan yöntemleri tanıtacağız:
2.1COlimator yöntemi
Bir optik sistemin odak uzunluğunu test etmek için bir kolimatör kullanma ilkesi aşağıdaki şemada gösterildiği gibidir:
Şekilde, test paterni kolimatörün odağına yerleştirilir. Test paterninin y yüksekliği ve odak uzunluğu fc'Kolimatörün bilinmesi. Kolimatör tarafından yayılan paralel ışın, test edilen optik sistem tarafından birleştirildikten ve görüntü düzleminde görüntülendikten sonra, optik sistemin odak uzunluğu, görüntü düzlemindeki test paterninin y 'yüksekliğine göre hesaplanabilir. Test edilen optik sistemin odak uzunluğu aşağıdaki formülü kullanabilir:
2.2 GaussMEtod
Bir optik sistemin odak uzunluğunu test etmek için Gauss yönteminin şematik figürü aşağıdaki gibi gösterilmiştir:
Şekilde, test edilen optik sistemin ön ve arka ana düzlemleri sırasıyla P ve P 'olarak temsil edilir ve iki ana düzlem arasındaki mesafe d'dirP. Bu yöntemde, d değeriPbilinir veya değeri küçüktür ve göz ardı edilebilir. Bir nesne ve alıcı bir ekran sol ve sağ uçlara yerleştirilir ve aralarındaki mesafe L olarak kaydedilir, burada L'nin test edilen sistemin odak uzunluğunun 4 katından fazla olması gerekir. Test altındaki sistem sırasıyla pozisyon 1 ve konum 2 olarak gösterilen iki konuma yerleştirilebilir. Soldaki nesne, alıcı ekranda açıkça görüntülenebilir. Bu iki konum arasındaki mesafe (d olarak gösterilir) ölçülebilir. Konjugat ilişkisine göre, şunları alabiliriz:
Bu iki konumda, nesne mesafeleri sırasıyla S1 ve S2 olarak kaydedilir, daha sonra S2 - S1 = D. Formül türevi yoluyla, optik sistemin odak uzunluğunu aşağıdaki gibi alabiliriz:
2.3Lensometre
Lensometre, uzun odak uzunluğu optik sistemlerini test etmek için çok uygundur. Şematik figürü aşağıdaki gibidir:
İlk olarak, test edilen lens optik yola yerleştirilmez. Solda gözlemlenen hedef, toplama lensinden geçer ve paralel ışık haline gelir. Paralel ışık, f odak uzunluğuna sahip yakınlaşan bir lens ile birleşir.2ve referans görüntü düzleminde net bir görüntü oluşturur. Optik yol kalibre edildikten sonra, test edilen lens optik yola yerleştirilir ve test edilen lens ile yakınsak lens arasındaki mesafe F'dir2. Sonuç olarak, test edilen lensin etkisi nedeniyle, ışık ışını yeniden odaklanacak ve görüntü düzleminin konumunda bir kaymaya neden olacak ve diyagramdaki yeni görüntü düzleminin konumunda net bir görüntü ile sonuçlanacaktır. Yeni görüntü düzlemi ile yakınsak lens arasındaki mesafe x olarak gösterilir. Nesne-görüntü ilişkisine dayanarak, test edilen lensin odak uzunluğu şu şekilde çıkarılabilir:
Uygulamada, lensometre gösteri lenslerinin üst odak ölçümünde yaygın olarak kullanılmıştır ve basit çalışma ve güvenilir hassasiyet avantajlarına sahiptir.
2.4 ABBERefraktometre
ABBE refraktometresi, optik sistemlerin odak uzunluğunu test etmek için başka bir yöntemdir. Şematik figürü aşağıdaki gibidir:
Test altındaki lensin nesne yüzey tarafına farklı yüksekliklere sahip iki cetvel yerleştirin, yani ölçek plakası 1 ve ölçek plakası 2. Karşılık gelen ölçek plakalarının yüksekliği Y1 ve Y2'dir. İki ölçek plakası arasındaki mesafe E'dir ve cetvelin üst çizgi ile optik eksen arasındaki açı U'dur. Ölçekle, fokal f odak uzunluğuna sahip test edilen lens tarafından görüntülenir. Görüntü yüzeyi ucuna bir mikroskop kurulur. Mikroskopun pozisyonunu hareket ettirerek, iki ölçek plakasının üst görüntüleri bulunur. Şu anda, mikroskop ve optik eksen arasındaki mesafe y olarak gösterilmektedir. Nesne-görüntü ilişkisine göre, odak uzunluğunu ： olarak alabiliriz.
2.5 Moire DeflektometrisiYöntem
Moiré deflektometri yöntemi, paralel ışık ışınlarında iki ronchi kararını kullanacaktır. Ronchi Kararı, optik sistemlerin performansını test etmek için yaygın olarak kullanılan bir cam substrat üzerine biriken ızgara benzeri bir metal krom filmi paternidir. Yöntem, optik sistemin odak uzunluğunu test etmek için iki ızgaranın oluşturduğu Moiré saçaklarındaki değişikliği kullanır. İlkenin şematik diyagramı aşağıdaki gibidir ：
Yukarıdaki şekilde, gözlemlenen nesne, kolimatörden geçtikten sonra paralel bir ışın haline gelir. Optik yolda, önce test edilen lensi eklemeden, paralel ışın, yer değiştirme açısı θ ve d'nin ızgara aralığı ile iki ızgaradan geçer ve görüntü düzleminde bir dizi Moiré saçak oluşturur. Daha sonra, test edilen lens optik yola yerleştirilir. Orijinal toplu ışık, lens tarafından kırılmadan sonra belirli bir odak uzunluğu üretecektir. Işık ışınının eğrilik yarıçapı aşağıdaki formülden elde edilebilir ：
Genellikle test edilen lens ilk ızgaraya çok yakın yerleştirilir, bu nedenle yukarıdaki formüldeki R değeri lensin odak uzunluğuna karşılık gelir. Bu yöntemin avantajı, pozitif ve negatif odak uzunluğu sistemlerinin odak uzunluğunu test edebilmesidir.
2.6 OptikFibreAUtokolimasyonMEtod
Optik fiber otokolimasyon yöntemini kullanma prensibi, lensin odak uzunluğunu test etmek için aşağıdaki şekilde gösterilmiştir. Test edilen lensin içinden geçen ıraksak bir ışın yaymak için ve daha sonra bir düzlem aynasına fiber optik kullanır. Şekildeki üç optik yol, optik fiberin odak içindeki, odak içinde ve odağın dışında koşullarını temsil eder. Test altındaki lensin konumunu ileri geri hareket ettirerek, fiber kafasının konumunu odakta bulabilirsiniz. Şu anda, kiriş kendi kendine tahribat edilir ve uçak aynası tarafından yansımadan sonra, enerjinin çoğu fiber kafanın konumuna geri dönecektir. Yöntem prensipte basittir ve uygulanması kolaydır.
3.
Odak uzunluğu, bir optik sistemin önemli bir parametresidir. Bu makalede, optik sistem odak uzunluğu ve test yöntemleri kavramını detaylandırıyoruz. Şematik diyagram ile birleştiğinde, görüntü tarafı odak uzunluğu, nesne tarafı odak uzunluğu ve önden arkaya odak uzunluğu kavramları dahil olmak üzere odak uzunluğu tanımını açıklıyoruz. Uygulamada, bir optik sistemin odak uzunluğunu test etmek için birçok yöntem vardır. Bu makale, kolimatör yönteminin test prensiplerini, Gauss yöntemi, odak uzunluğu ölçüm yöntemi, ABBE odak uzunluğu ölçüm yöntemi, Moiré sapma yöntemi ve optik fiber otokolimasyon yöntemini tanıtır. Bu makaleyi okuyarak, optik sistemlerde odak uzunluğu parametrelerini daha iyi anlayacağınıza inanıyorum.
Gönderme Zamanı: Ağustos-09-2024
