1. Fokale lingte fan optyske systemen
Brânpuntsôfstân is in tige wichtige yndikator fan it optyske systeem, foar it konsept fan brânpuntsôfstân hawwe wy mear of minder in begryp, wy besjogge it hjir.
De brânpuntsôfstân fan in optysk systeem, definiearre as de ôfstân fan it optyske sintrum fan it optyske systeem oant de fokus fan 'e striel as parallel ljocht ynfalt, is in mjitte fan 'e konsintraasje of diverginsje fan ljocht yn in optysk systeem. Wy brûke it folgjende diagram om dit konsept te yllustrearjen.
Yn 'e boppesteande figuer konvergearret de parallelle striel dy't fan 'e linker ein ynfalt, nei't er troch it optyske systeem gien is, nei de ôfbyldingsfokus F', de omkearde útwreidingsline fan 'e konvergearjende striel snijt de oerienkommende útwreidingsline fan 'e ynfallende parallelle striel op in punt, en it oerflak dat dit punt foarby giet en loodrecht stiet op 'e optyske as wurdt it efterste haadflak neamd, it efterste haadflak snijt de optyske as op punt P2, dat it haadpunt (of it optyske sintrumpunt) neamd wurdt, de ôfstân tusken it haadpunt en de ôfbyldingsfokus, it is wat wy meastentiids de brânpuntsôfstân neame, de folsleine namme is de effektive brânpuntsôfstân fan 'e ôfbylding.
Ut de figuer kin ek sjoen wurde dat de ôfstân fan it lêste oerflak fan it optyske systeem oant it brânpunt F' fan 'e ôfbylding de efterste brânpuntsôfstân (BFL) neamd wurdt. Oerienkomstich, as de parallelle striel fan 'e rjochterkant ynfalt, binne der ek konsepten fan effektive brânpuntsôfstân en foarste brânpuntsôfstân (FFL).
2. Metoaden foar it testen fan fokusôfstân
Yn 'e praktyk binne der in soad metoaden dy't brûkt wurde kinne om de brânpuntsôfstân fan optyske systemen te testen. Op basis fan ferskate prinsipes kinne de metoaden foar it testen fan brânpuntsôfstân yn trije kategoryen ferdield wurde. De earste kategory is basearre op 'e posysje fan it ôfbyldingsflak, de twadde kategory brûkt de relaasje tusken fergrutting en brânpuntsôfstân om de wearde fan 'e brânpuntsôfstân te krijen, en de tredde kategory brûkt de kromming fan it golffront fan 'e konvergearjende ljochtstriel om de wearde fan 'e brânpuntsôfstân te krijen.
Yn dizze seksje sille wy de meast brûkte metoaden yntrodusearje foar it testen fan 'e brânpuntsôfstân fan optyske systemen:
2.1Collimatormetoade
It prinsipe fan it brûken fan in kollimator om de brânpuntsôfstân fan in optysk systeem te testen is lykas werjûn yn it ûndersteande diagram:
Yn 'e ôfbylding is it testpatroan pleatst yn it fokus fan 'e kollimator. De hichte y fan it testpatroan en de fokusôfstân fc' fan 'e kollimator binne bekend. Nei't de parallelle striel dy't troch de kollimator útstjoerd wurdt konvergearre is troch it testte optyske systeem en ôfbylde is op it ôfbyldingsflak, kin de brânpuntsôfstân fan it optyske systeem berekkene wurde op basis fan 'e hichte y' fan it testpatroan op it ôfbyldingsflak. De brânpuntsôfstân fan it testte optyske systeem kin de folgjende formule brûke:
2.2 GaussyskMmetoade
De skematyske figuer fan 'e Gaussyske metoade foar it testen fan 'e brânpuntsôfstân fan in optysk systeem wurdt hjirûnder werjûn:
Yn 'e figuer wurde de foarste en efterste haadflakken fan it optyske systeem dat ûnder test wurdt werjûn as respektivelik P en P', en de ôfstân tusken de twa haadflakken is dPYn dizze metoade is de wearde fan dPwurdt beskôge as bekend, of syn wearde is lyts en kin negearre wurde. In objekt en in ûntfangende skerm wurde oan 'e linker- en rjochterkant pleatst, en de ôfstân tusken har wurdt opnommen as L, wêrby't L grutter wêze moat as 4 kear de brânpuntsôfstân fan it testsysteem. It testsysteem kin yn twa posysjes pleatst wurde, oantsjutten as posysje 1 en posysje 2 respektivelik. It objekt oan 'e lofterkant kin dúdlik ôfbylde wurde op it ûntfangende skerm. De ôfstân tusken dizze twa lokaasjes (oantsjutten as D) kin metten wurde. Neffens de konjugearre relaasje kinne wy krije:
Op dizze twa posysjes wurde de ôfstannen fan objekten registrearre as respektivelik s1 en s2, dan is s2 - s1 = D. Troch formule-ôflieding kinne wy de brânpuntsôfstân fan it optyske systeem krije as hjirûnder:
2.3Lensometer
De Lensometer is tige geskikt foar it testen fan optyske systemen mei lange brânpuntsôfstân. De skematyske figuer is as folget:
Earst wurdt de lens dy't ûndersocht wurdt net yn it optyske paad pleatst. It waarnommen doel oan de lofterkant giet troch de kollimearjende lens en wurdt parallel ljocht. It parallelle ljocht wurdt konvergearre troch in konvergearjende lens mei in brânpuntsôfstân fan f2en foarmet in dúdlik byld op it referinsjebyldflak. Nei't it optyske paad kalibrearre is, wurdt de lens dy't test wurdt yn it optyske paad pleatst, en de ôfstân tusken de lens dy't test wurdt en de konvergearjende lens is f2As gefolch dêrfan sil de ljochtstriel, troch de aksje fan 'e lens dy't ûnder test wurdt, opnij fokussearre wurde, wêrtroch't de posysje fan it ôfbyldingsflak ferskowe wurdt, wat resulteart yn in dúdlik byld op 'e posysje fan it nije ôfbyldingsflak yn it diagram. De ôfstân tusken it nije ôfbyldingsflak en de konvergearjende lens wurdt oantsjutten as x. Op basis fan 'e objekt-ôfbyldingsrelaasje kin de brânpuntsôfstân fan 'e lens dy't ûnder test wurdt ôflaat wurde as:
Yn 'e praktyk is de lensometer in soad brûkt yn 'e mjitting fan 'e boppeste fokus fan brillenzen, en hat de foardielen fan ienfâldige operaasje en betroubere presyzje.
2.4 AbbeRefraktometer
De Abbe-refraktometer is in oare metoade foar it testen fan 'e brânpuntsôfstân fan optyske systemen. De skematyske figuer is as folget:
Plak twa linialen mei ferskillende hichten oan 'e objektoerflakkant fan 'e lens dy't test wurdt, nammentlik skaalplaat 1 en skaalplaat 2. De hichte fan 'e oerienkommende skaalplaten is y1 en y2. De ôfstân tusken de twa skaalplaten is e, en de hoeke tusken de boppeste line fan 'e liniaal en de optyske as is u. De skaalplaat wurdt ôfbylde troch de testlens mei in brânpuntsôfstân fan f. In mikroskoop wurdt ynstalleare oan 'e ein fan it ôfbyldingsoerflak. Troch de posysje fan 'e mikroskoop te ferpleatsen, wurde de boppeste ôfbyldings fan 'e twa skaalplaten fûn. Op dit stuit wurdt de ôfstân tusken de mikroskoop en de optyske as oantsjutten as y. Neffens de objekt-ôfbyldingsrelaasje kinne wy de brânpuntsôfstân krije as:
2.5 Moire-deflektometryMetoade
De Moiré-deflektometrymetoade sil twa sets Ronchi-rigelen brûke yn parallelle ljochtstrielen. De Ronchi-rigel is in rasterachtich patroan fan metalen chromiumfilm dy't op in glêzen substraat ôfset wurdt, en wurdt faak brûkt foar it testen fan 'e prestaasjes fan optyske systemen. De metoade brûkt de feroaring yn Moiré-franjes dy't foarme wurde troch de twa rasters om de brânpuntsôfstân fan it optyske systeem te testen. It skematyske diagram fan it prinsipe is as folget:
Yn 'e boppesteande figuer wurdt it waarnommen objekt, nei't it troch de kollimator giet, in parallelle striel. Yn it optyske paad, sûnder earst de testlens ta te foegjen, giet de parallelle striel troch twa roosters mei in ferpleatsingshoek fan θ en in roosterôfstân fan d, wêrtroch't in set Moiré-franjes op it ôfbyldingsflak ûntstiet. Dan wurdt de testlens yn it optyske paad pleatst. It orizjinele kollimearre ljocht sil, nei brekking troch de lens, in bepaalde brânpuntsôfstân produsearje. De krommingsradius fan 'e ljochtstriel kin wurde krigen mei de folgjende formule:
Gewoanlik wurdt de lens dy't test wurdt tige ticht by it earste roaster pleatst, sadat de R-wearde yn 'e boppesteande formule oerienkomt mei de brânpuntsôfstân fan' e lens. It foardiel fan dizze metoade is dat it de brânpuntsôfstân fan positive en negative brânpuntsôfstânsystemen kin testen.
2.6 OptyskFiberAautokollimaasjeMmetoade
It prinsipe fan it brûken fan 'e optyske glêstried autokollimaasjemetoade om de brânpuntsôfstân fan 'e lens te testen wurdt werjûn yn 'e ûndersteande figuer. It brûkt glêstriedoptyk om in divergente striel út te stjoeren dy't troch de lens giet dy't test wurdt en dan op in flakspegel giet. De trije optyske paden yn 'e figuer fertsjintwurdigje de omstannichheden fan 'e optyske glêstried binnen de fokus, binnen de fokus, en bûten de fokus respektivelik. Troch de posysje fan 'e lens dy't test wurdt hinne en wer te ferpleatsen, kinne jo de posysje fan 'e glêstriedkop by de fokus fine. Op dit stuit is de striel selskollimerend, en nei refleksje troch de flakspegel sil it measte fan 'e enerzjy weromgean nei de posysje fan 'e glêstriedkop. De metoade is ienfâldich yn prinsipe en maklik te ymplementearjen.
3. Konklúzje
De brânpuntsôfstân is in wichtige parameter fan in optysk systeem. Yn dit artikel besprekke wy it konsept fan 'e brânpuntsôfstân fan in optysk systeem en de testmetoaden dêrfan. Yn kombinaasje mei it skematyske diagram ferklearje wy de definysje fan brânpuntsôfstân, ynklusyf de konsepten fan brânpuntsôfstân oan 'e ôfbyldingskant, brânpuntsôfstân oan 'e objektkant, en brânpuntsôfstân fan foaren nei efteren. Yn 'e praktyk binne d'r in protte metoaden foar it testen fan 'e brânpuntsôfstân fan in optysk systeem. Dit artikel yntrodusearret de testprinsipes fan 'e kollimatormetoade, Gaussyske metoade, brânpuntsôfstânmjittingsmetoade, Abbe-brânpuntsôfstânmjittingsmetoade, Moiré-ôfbuigingsmetoade, en optyske glêstriedautokollimaasjemetoade. Ik leau dat jo troch it lêzen fan dit artikel in better begryp krije fan 'e brânpuntsôfstânparameters yn optyske systemen.
Pleatsingstiid: 9 augustus 2024
