1. Panjang fokal sistem optik
Panjang fokus adalah indikator yang sangat penting dari sistem optik, untuk konsep panjang fokus, kami kurang lebih memiliki pemahaman, kami meninjau di sini.
Panjang fokus sistem optik, didefinisikan sebagai jarak dari pusat optik sistem optik ke fokus balok ketika insiden cahaya paralel, adalah ukuran konsentrasi atau perbedaan cahaya dalam sistem optik. Kami menggunakan diagram berikut untuk menggambarkan konsep ini.
In the above figure, the parallel beam incident from the left end, after passing through the optical system, converges to the image focus F', the reverse extension line of the converging ray intersects with the corresponding extension line of the incident parallel ray at a point, and the surface that passes this point and is perpendicular to the optical axis is called the back principal plane, the back principal plane intersects with the optical axis at point P2, yang disebut titik utama (atau titik pusat optik), jarak antara titik utama dan fokus gambar, itu adalah apa yang biasanya kita sebut panjang fokus, nama lengkapnya adalah panjang fokus gambar yang efektif.
Dapat juga dilihat dari gambar bahwa jarak dari permukaan terakhir sistem optik ke titik fokus F 'dari gambar disebut panjang fokus belakang (BFL). Sejalan dengan itu, jika balok paralel adalah insiden dari sisi kanan, ada juga konsep panjang fokus efektif dan panjang fokus depan (FFL).
2. Metode Pengujian Panjang Panjang
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 pembesaran dan panjang fokus untuk mendapatkan nilai panjang fokus, dan kategori ketiga menggunakan kelengkungan tepi gelombang dari balok cahaya yang konvergen untuk mendapatkan nilai panjang fokus.
Di bagian ini, kami akan memperkenalkan metode yang umum digunakan untuk menguji panjang fokus sistem optik: ：
2.1CMetode ollimator
Prinsip menggunakan kolimator untuk menguji panjang fokus sistem optik adalah seperti yang ditunjukkan pada diagram di bawah ini:
Pada gambar, pola uji ditempatkan pada fokus kolimator. Tinggi dari pola uji dan panjang fokus fc'Kolimator diketahui. Setelah balok paralel yang dipancarkan oleh kolimator dikonvergensi oleh sistem optik yang diuji dan dicitrakan pada bidang gambar, panjang fokus sistem optik dapat dihitung berdasarkan ketinggian y 'dari pola uji pada bidang gambar. Panjang fokus sistem optik yang diuji dapat menggunakan rumus berikut:
2.2 GaussianMEtod
Sosok skematis metode Gaussian untuk menguji panjang fokus sistem optik ditampilkan di bawah ini:
Pada gambar tersebut, bidang utama depan dan belakang dari sistem optik yang diuji masing -masing direpresentasikan sebagai P dan P ', dan jarak antara dua bidang utama adalah DP. Dalam metode ini, nilai dPdianggap diketahui, atau nilainya kecil dan dapat diabaikan. Objek dan layar penerima ditempatkan di ujung kiri dan kanan, dan jarak di antara mereka direkam sebagai L, di mana L harus lebih besar dari 4 kali panjang fokus sistem yang diuji. Sistem yang diuji dapat ditempatkan dalam dua posisi, dilambangkan sebagai posisi 1 dan posisi 2 masing -masing. Objek di sebelah kiri dapat dengan jelas dicitrakan di layar penerima. Jarak antara kedua lokasi ini (dilambangkan sebagai D) dapat diukur. Menurut hubungan konjugat, kita bisa mendapatkan:
Pada dua posisi ini, jarak objek dicatat masing -masing sebagai S1 dan S2, kemudian S2 - S1 = D. Melalui derivasi rumus, kita bisa mendapatkan panjang fokus sistem optik seperti di bawah ini:
2.3LEnsometer
Lensometer sangat cocok untuk menguji sistem optik panjang fokus panjang. Angka skematisnya 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 dikonvergensi oleh lensa konvergen dengan panjang focal f2dan membentuk gambar 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 f2. Akibatnya, karena aksi lensa yang diuji, sinar cahaya akan difokuskan kembali, menyebabkan pergeseran posisi bidang gambar, 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 lensa tontonan teratas, dan memiliki keunggulan operasi sederhana dan presisi yang andal.
2.4 AbbeREfractometer
Refraktometer Abbe adalah metode lain untuk menguji panjang fokus sistem optik. Angka skematisnya adalah sebagai berikut:
Tempatkan dua penguasa dengan ketinggian yang berbeda di sisi permukaan objek dari lensa yang diuji, yaitu skaleplate 1 dan skaleplate 2. Tinggi skaleplating yang sesuai adalah Y1 dan Y2. Jarak antara dua skaleplate adalah E, dan sudut antara garis atas penguasa dan sumbu optik adalah U. Scaleplated dicitrakan oleh lensa yang diuji dengan panjang fokus f. Mikroskop dipasang di ujung permukaan gambar. Dengan menggerakkan posisi mikroskop, gambar teratas dari dua skaleplate 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 Moire DeflectometryMetode
Metode Deflectometry Moiré akan menggunakan dua set keputusan Ronchi dalam balok cahaya paralel. Putusan Ronchi adalah pola seperti grid dari film logam kromium yang diendapkan pada substrat kaca, yang biasa 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 dari prinsipnya adalah sebagai berikut ：
Pada gambar di atas, objek yang diamati, setelah melewati kolimator, menjadi balok paralel. Di jalur optik, tanpa menambahkan lensa yang diuji terlebih dahulu, balok paralel melewati dua kisi dengan sudut perpindahan θ dan jarak kisi D, membentuk satu set pinggiran moiré pada bidang gambar. Kemudian, lensa yang diuji ditempatkan di jalur optik. Cahaya kolimasi asli, setelah refraksi oleh lensa, akan menghasilkan panjang fokus tertentu. Jari -jari kelengkungan balok 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 dari metode ini adalah bahwa ia dapat menguji panjang fokus sistem panjang fokus positif dan negatif.
2.6 OptikFIberAutokololimasiMEtod
Prinsip menggunakan metode autokolimasi serat optik untuk menguji panjang fokus lensa ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Ini menggunakan serat optik untuk memancarkan balok divergen yang melewati lensa yang diuji dan kemudian ke cermin pesawat. Tiga jalur optik dalam gambar mewakili kondisi serat optik dalam fokus, dalam fokus, dan di luar fokus masing -masing. Dengan menggerakkan posisi lensa yang diuji bolak -balik, Anda dapat menemukan posisi kepala serat di fokus. Pada saat ini, baloknya mandiri, dan setelah refleksi oleh cermin pesawat, sebagian besar energi akan kembali ke posisi kepala serat. Metode ini pada prinsipnya sederhana dan mudah diimplementasikan.
3.klusi
Panjang fokus adalah 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 -prinsip pengujian dari metode kolimator, metode Gaussian, metode pengukuran panjang fokus, metode pengukuran panjang fokus Abbe, metode defleksi moiré, dan metode autokolimasi serat optik. Saya percaya bahwa dengan membaca artikel ini, Anda akan memiliki pemahaman yang lebih baik tentang parameter fokus dalam sistem optik.
Waktu posting: Agustus-09-2024
