1.Panjang Fokus Sistem Optik
Panjang fokus merupakan salah satu indikator yang sangat penting dalam sistem optik, untuk konsep panjang fokus ini kita kurang lebih sudah memiliki pemahamannya, kita ulas disini.
Panjang fokus suatu sistem optik, yang didefinisikan sebagai jarak dari pusat optik sistem optik ke fokus berkas cahaya ketika cahaya sejajar datang, merupakan ukuran konsentrasi atau divergensi cahaya dalam suatu sistem optik. Kami menggunakan diagram berikut untuk mengilustrasikan konsep ini.
Pada gambar di atas, sinar sejajar yang datang dari ujung kiri, setelah melalui sistem optik, menyatu dengan fokus bayangan F', garis perpanjangan balik sinar konvergen berpotongan dengan garis perpanjangan sinar sejajar datang yang bersesuaian di 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 bayangan, itulah yang biasa kita sebut panjang fokus, nama lengkapnya adalah panjang fokus efektif bayangan.
Gambar juga menunjukkan bahwa jarak dari permukaan terakhir sistem optik ke titik fokus F' pada bayangan disebut 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, terdapat 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 berkas cahaya 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 telah 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 GaussianMmetode
Gambar 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, dengan 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 tergambar dengan jelas di layar penerima. Jarak antara kedua lokasi ini (dilambangkan sebagai D) dapat diukur. Berdasarkan hubungan konjugasi, kita dapat memperoleh:
Pada kedua posisi ini, jarak objek dicatat sebagai s1 dan s2, sehingga s2 - s1 = D. Melalui turunan rumus, kita dapat memperoleh panjang fokus sistem optik sebagai berikut:
2.3Lensometer
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. Target yang diamati di sebelah kiri melewati lensa kolimasi dan menjadi cahaya paralel. Cahaya paralel tersebut dikonvergensikan oleh lensa konvergen dengan panjang fokus f2dan membentuk bayangan yang jelas pada bidang gambar referensi. Setelah jalur optik dikalibrasi, lensa yang diuji ditempatkan di jalur optik, dan jarak antara lensa yang diuji dan lensa konvergen adalah f2Akibatnya, akibat aksi lensa yang diuji, berkas cahaya akan difokuskan ulang, menyebabkan pergeseran posisi bidang bayangan, sehingga menghasilkan bayangan yang jernih pada posisi bidang bayangan baru dalam diagram. Jarak antara bidang bayangan baru dan lensa konvergen dilambangkan sebagai x. Berdasarkan hubungan objek-bayangan, panjang fokus lensa yang diuji dapat disimpulkan sebagai:
Dalam praktiknya, lensometer telah digunakan secara luas dalam pengukuran fokus atas lensa kacamata, dan memiliki kelebihan berupa pengoperasian yang sederhana dan presisi yang dapat diandalkan.
2.4 AbbeRefraktometer
Refraktometer Abbe adalah metode lain untuk menguji panjang fokus sistem optik. Gambar skematiknya adalah sebagai berikut:
Letakkan dua penggaris dengan tinggi berbeda pada sisi permukaan objek lensa yang diuji, yaitu pelat skala 1 dan pelat skala 2. Tinggi pelat skala yang bersesuaian adalah y1 dan y2. Jarak antara kedua pelat skala tersebut adalah e, dan sudut antara garis atas penggaris dan sumbu optik adalah u. Pelat skala tersebut dicitrakan oleh lensa yang diuji dengan panjang fokus f. Sebuah mikroskop dipasang di ujung permukaan gambar. Dengan menggeser posisi mikroskop, bayangan atas kedua pelat skala dapat ditemukan. Pada saat ini, jarak antara mikroskop dan sumbu optik dilambangkan sebagai y. Berdasarkan hubungan objek-bayangan, kita dapat memperoleh panjang fokus sebagai berikut:
2.5 Deflektometri MoireMetode
Metode deflektometri Moiré akan menggunakan dua set penggaris Ronchi dalam berkas cahaya paralel. Penggaris Ronchi adalah pola kisi-kisi film logam kromium yang diendapkan pada substrat kaca, yang umumnya digunakan untuk menguji kinerja sistem optik. Metode ini memanfaatkan perubahan pinggiran Moiré yang dibentuk oleh kedua kisi untuk menguji panjang fokus sistem optik. Diagram skema prinsipnya adalah sebagai berikut:
Pada gambar di atas, objek yang diamati, setelah melewati kolimator, berubah menjadi berkas paralel. Pada lintasan optik, tanpa menambahkan lensa uji terlebih dahulu, berkas paralel melewati dua kisi dengan sudut pergeseran θ dan jarak kisi d, membentuk serangkaian rumbai Moiré pada bidang gambar. Kemudian, lensa uji ditempatkan pada lintasan optik. Cahaya asli yang telah dikolimasi, 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 OptikFiberAutokolimasiMmetode
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 menuju cermin datar. Tiga lintasan optik pada gambar 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 terkolimasi sendiri, dan setelah dipantulkan oleh cermin datar, sebagian besar energi akan kembali ke posisi kepala serat. Metode ini sederhana pada prinsipnya dan mudah diimplementasikan.
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 bayangan, panjang fokus sisi objek, dan panjang fokus depan-belakang. Dalam praktiknya, terdapat banyak metode untuk menguji panjang fokus sistem optik. Artikel ini memperkenalkan prinsip-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 dengan membaca artikel ini, Anda akan memiliki pemahaman yang lebih baik tentang parameter panjang fokus dalam sistem optik.
Waktu posting: 09-Agu-2024
