1.Panjang Fokus Sistem Optik
Panjang fokus merupakan salah satu indikator yang sangat penting dalam sistem optik, untuk konsep panjang fokus ini kurang lebih sudah kita pahami, kita ulas disini.
Panjang fokus sistem optik, yang didefinisikan sebagai jarak dari pusat optik sistem optik ke fokus berkas saat cahaya sejajar datang, adalah ukuran konsentrasi atau divergensi cahaya dalam sistem optik. Kami menggunakan diagram berikut untuk mengilustrasikan konsep ini.
Bahasa Indonesia: Pada gambar di atas, sinar sejajar yang datang dari ujung kiri, setelah melewati sistem optik, menyatu dengan fokus gambar F', garis ekstensi terbalik dari sinar konvergen berpotongan dengan garis ekstensi yang sesuai dari sinar sejajar yang datang pada suatu titik, dan permukaan yang melewati titik ini dan tegak lurus dengan sumbu optik disebut bidang utama belakang, bidang utama belakang berpotongan dengan sumbu optik di titik P2, yang disebut titik utama (atau titik pusat optik), jarak antara titik utama dan fokus gambar, itulah yang biasa kita sebut panjang fokus, nama lengkapnya adalah panjang fokus efektif gambar.
Dari gambar tersebut juga dapat dilihat bahwa jarak dari permukaan terakhir sistem optik ke titik fokus F' pada gambar disebut dengan panjang fokus belakang (BFL). Dengan demikian, jika berkas sejajar datang dari sisi kanan, terdapat pula konsep panjang fokus efektif dan panjang fokus depan (FFL).
2. Metode Pengujian Panjang Fokus
Dalam praktiknya, ada banyak metode yang dapat digunakan untuk menguji panjang fokus sistem optik. Berdasarkan prinsip yang berbeda, metode pengujian panjang fokus dapat dibagi menjadi tiga kategori. Kategori pertama didasarkan pada posisi bidang gambar, kategori kedua menggunakan hubungan antara perbesaran dan panjang fokus untuk mendapatkan nilai panjang fokus, dan kategori ketiga menggunakan kelengkungan muka gelombang dari berkas cahaya yang konvergen untuk mendapatkan nilai panjang fokus.
Pada bagian ini, kami akan memperkenalkan metode yang umum digunakan untuk menguji panjang fokus sistem optik:：
2.1CMetode Olimator
Prinsip penggunaan kolimator untuk menguji panjang fokus sistem optik seperti yang ditunjukkan pada diagram di bawah ini:
Pada gambar, pola uji ditempatkan pada fokus kolimator. Tinggi pola uji y dan panjang fokus fc' dari kolimator diketahui. Setelah berkas paralel yang dipancarkan oleh kolimator dikonvergensikan oleh sistem optik yang diuji dan dicitrakan pada bidang gambar, panjang fokus sistem optik dapat dihitung berdasarkan tinggi y' dari pola uji pada bidang gambar. Panjang fokus sistem optik yang diuji dapat menggunakan rumus berikut:
2.2 Bahasa GaussianMmetode
Gambaran skema metode Gaussian untuk menguji panjang fokus sistem optik ditunjukkan seperti di bawah ini:
Pada gambar, bidang utama depan dan belakang sistem optik yang diuji masing-masing direpresentasikan sebagai P dan P', dan jarak antara kedua bidang utama tersebut adalah dPDalam metode ini, nilai dPdianggap diketahui, atau nilainya kecil dan dapat diabaikan. Sebuah objek dan layar penerima ditempatkan di ujung kiri dan kanan, dan jarak di antara keduanya dicatat sebagai L, di mana L harus lebih besar dari 4 kali panjang fokus sistem yang diuji. Sistem yang diuji dapat ditempatkan di dua posisi, masing-masing dilambangkan sebagai posisi 1 dan posisi 2. Objek di sebelah kiri dapat digambarkan dengan jelas pada layar penerima. Jarak antara kedua lokasi ini (dilambangkan sebagai D) dapat diukur. Menurut hubungan konjugat, kita dapat memperoleh:
Pada kedua posisi ini, jarak objek dicatat sebagai s1 dan s2, maka s2 - s1 = D. Melalui turunan rumus, kita bisa memperoleh panjang fokus sistem optik seperti di bawah ini:
2.3Sayaalat pengukur suhu
Lensometer sangat cocok untuk menguji sistem optik dengan panjang fokus yang panjang. Gambar skematiknya adalah sebagai berikut:
Pertama, lensa yang diuji tidak ditempatkan di jalur optik. Sasaran yang diamati di sebelah kiri melewati lensa kolimasi dan menjadi cahaya paralel. Cahaya paralel dikonvergensikan oleh lensa konvergen dengan panjang fokus f2dan membentuk gambar yang jelas pada bidang gambar referensi. Setelah lintasan optik dikalibrasi, lensa yang diuji ditempatkan di lintasan optik, dan jarak antara lensa yang diuji dan lensa konvergen adalah f2Akibatnya, karena aksi lensa yang diuji, berkas cahaya akan difokuskan ulang, yang menyebabkan pergeseran posisi bidang gambar, sehingga menghasilkan gambar yang jelas pada posisi bidang gambar baru dalam diagram. Jarak antara bidang gambar baru dan lensa konvergen dilambangkan sebagai x. Berdasarkan hubungan objek-gambar, panjang fokus lensa yang diuji dapat disimpulkan sebagai:
Dalam praktiknya, lensometer telah banyak digunakan dalam pengukuran fokus atas lensa kacamata, dan memiliki keunggulan pengoperasian yang sederhana dan presisi yang dapat diandalkan.
2.4 AbbeRalat ukur efraktometer
Refraktometer Abbe adalah metode lain untuk menguji panjang fokus sistem optik. Gambar skematiknya adalah sebagai berikut:
Letakkan dua penggaris dengan ketinggian yang berbeda di sisi permukaan objek lensa yang diuji, yaitu pelat skala 1 dan pelat skala 2. Ketinggian pelat skala yang sesuai adalah y1 dan y2. Jarak antara dua pelat skala adalah e, dan sudut antara garis atas penggaris dan sumbu optik adalah u. Pelat skala dicitrakan oleh lensa yang diuji dengan panjang fokus f. Mikroskop dipasang di ujung permukaan gambar. Dengan menggerakkan posisi mikroskop, gambar atas dari dua pelat skala ditemukan. Pada saat ini, jarak antara mikroskop dan sumbu optik dilambangkan sebagai y. Menurut hubungan objek-gambar, kita bisa mendapatkan panjang fokus sebagai:
2.5 Deflektometri MoireMetode
Metode deflektometri Moiré akan menggunakan dua set garis Ronchi dalam berkas cahaya paralel. Garis Ronchi adalah pola kisi-kisi dari lapisan logam kromium yang diendapkan pada substrat kaca, yang umumnya digunakan untuk menguji kinerja sistem optik. Metode ini memanfaatkan perubahan pinggiran Moiré yang dibentuk oleh dua kisi untuk menguji panjang fokus sistem optik. Diagram skematis prinsipnya adalah sebagai berikut:
Pada gambar di atas, objek yang diamati, setelah melewati kolimator, menjadi berkas paralel. Di jalur optik, tanpa menambahkan lensa yang diuji terlebih dahulu, berkas paralel melewati dua kisi dengan sudut perpindahan θ dan jarak kisi d, membentuk serangkaian pinggiran Moiré pada bidang gambar. Kemudian, lensa yang diuji ditempatkan di jalur optik. Cahaya kolimasi asli, setelah dibiaskan oleh lensa, akan menghasilkan panjang fokus tertentu. Jari-jari kelengkungan berkas cahaya dapat diperoleh dari rumus berikut:
Biasanya lensa yang diuji ditempatkan sangat dekat dengan kisi pertama, sehingga nilai R dalam rumus di atas sesuai dengan panjang fokus lensa. Keuntungan metode ini adalah dapat menguji panjang fokus sistem panjang fokus positif dan negatif.
2.6 OptikFBahasa Inggris: iberAutokolimasiMmetode
Prinsip penggunaan metode autokolimasi serat optik untuk menguji panjang fokus lensa ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Metode ini menggunakan serat optik untuk memancarkan berkas divergen yang melewati lensa yang diuji dan kemudian ke cermin datar. Tiga lintasan optik pada gambar tersebut masing-masing mewakili kondisi serat optik di dalam fokus, di dalam fokus, dan di luar fokus. Dengan menggerakkan posisi lensa yang diuji maju mundur, Anda dapat menemukan posisi kepala serat pada fokus. Pada saat ini, berkas tersebut dikolimasi sendiri, dan setelah dipantulkan oleh cermin datar, sebagian besar energi akan kembali ke posisi kepala serat. Metode ini sederhana pada prinsipnya dan mudah diterapkan.
3.Kesimpulan
Panjang fokus merupakan parameter penting dari sistem optik. Dalam artikel ini, kami merinci konsep panjang fokus sistem optik dan metode pengujiannya. Dikombinasikan dengan diagram skematik, kami menjelaskan definisi panjang fokus, termasuk konsep panjang fokus sisi gambar, panjang fokus sisi objek, dan panjang fokus depan-ke-belakang. Dalam praktiknya, ada banyak metode untuk menguji panjang fokus sistem optik. Artikel ini memperkenalkan prinsip pengujian metode kolimator, metode Gaussian, metode pengukuran panjang fokus, metode pengukuran panjang fokus Abbe, metode defleksi Moiré, dan metode autokolimasi serat optik. Saya yakin bahwa dengan membaca artikel ini, Anda akan memiliki pemahaman yang lebih baik tentang parameter panjang fokus dalam sistem optik.
Waktu posting: 09-08-2024
