1. Fokal lengde på optiske systemer
Brennvidde er en veldig viktig indikator på optisk system, for begrepet brennvidde, vi har mer eller mindre forståelse, vi gjennomgår her.
Brennvidden til et optisk system, definert som avstanden fra det optiske sentrum av det optiske systemet til bjelkenes fokus når parallell lyshendelse, er et mål på konsentrasjonen eller divergensen av lys i et optisk system. Vi bruker følgende diagram for å illustrere dette konseptet.
I den ovennevnte figuren konvergerer den parallelle strålehendelsen fra venstre ende, etter å ha passert gjennom det optiske systemet, til bildefokuset F ', krysser den omvendte forlengelseslinjen til den konvergerende strålen med den tilsvarende forlengelseslinjen til den hendelsen parallelle strålen på et punkt, og overflaten som por, som kalles og er vinkelrett til optisk aksen, kalles POW -por, det som er vinkelverd som er vinkelverd med det punktet, og det er kalt et punkt som er vinkelrett til det optiske aksen. punkt (eller det optiske sentrumspunktet), avstanden mellom hovedpunktet og bildefokuset, det er det vi vanligvis kaller brennvidden, hele navnet er den effektive brennvidden på bildet.
Det kan også sees fra figuren at avstanden fra den siste overflaten av det optiske systemet til brennpunktet F 'av bildet kalles bakkens brennvidde (BFL). Tilsvarende, hvis den parallelle strålen er hendelsen fra høyre side, er det også begreper av effektiv brennvidde og brennvidde (FFL).
2. Brennvidde -testmetoder
I praksis er det mange metoder som kan brukes til å teste brennvidden til optiske systemer. Basert på forskjellige prinsipper, kan testmetodene for brennvidde deles inn i tre kategorier. Den første kategorien er basert på posisjonen til bildeplanet, den andre kategorien bruker forholdet mellom forstørrelse og brennvidde for å oppnå brennviddeverdien, og den tredje kategorien bruker bølgefront -krumningen til den konvergerende lysstrålen for å oppnå brennviddeverdien.
I dette avsnittet vil vi introdusere de ofte brukte metodene for å teste brennvidden til optiske systemer: ：
2.1COllimator -metode
Prinsippet om å bruke en kollimator for å teste brennvidden til et optisk system er som vist i diagrammet nedenfor:
I figuren er testmønsteret plassert i fokus for kollimatoren. Høyden y på testmønsteret og brennvidden fc'av kollimatoren er kjent. Etter at den parallelle strålen som sendes ut av kollimatoren er konvertert av det testede optiske systemet og avbildet på bildeplanet, kan brennvidden til det optiske systemet beregnes basert på høyden y 'til testmønsteret på bildeplanet. Brennvidden til testet optisk system kan bruke følgende formel:
2.2 GaussiskMEthod
Den skjematiske figuren av gaussisk metode for å teste brennvidden til et optisk system er vist som nedenfor:
I figuren er hoved- og bakers viktigste plan for det optiske systemet som testes som henholdsvis P og P ', og avstanden mellom de to hovedplanene er dP. I denne metoden, verdien av dPanses å være kjent, eller dens verdi er liten og kan ignoreres. Et objekt og en mottakerskjerm er plassert i venstre og høyre ender, og avstanden mellom dem blir registrert som L, der L må være større enn 4 ganger brennvidden på systemet som testes. Systemet som testes kan plasseres i to posisjoner, betegnet som henholdsvis posisjon 1 og posisjon 2. Objektet til venstre kan tydelig avbildes på mottakskjermbildet. Avstanden mellom disse to stedene (betegnet som D) kan måles. I følge konjugatforholdet kan vi få:
Ved disse to posisjonene blir objektavstandene registrert som henholdsvis S1 og S2, deretter S2 - S1 = D. Gjennom formelavledning kan vi få brennvidden til det optiske systemet som nedenfor:
2.3Letometer
Lensometeret er veldig egnet for å teste lange optiske brennvidde. Den skjematiske figuren er som følger:
For det første plasseres ikke linsen som testes i den optiske banen. Det observerte målet på venstre passerer gjennom kollimerende objektiv og blir parallelt lys. Det parallelle lyset er konvergert med en konvergerende objektiv med en brennvidde på F2og danner et klart bilde ved referansebildeplanet. Etter at den optiske banen er kalibrert, plasseres linsen som testes i den optiske banen, og avstanden mellom linsen som testes og det konvergerende objektivet er f2. Som et resultat, på grunn av objektivets handling, vil lysstrålen bli fokusert på nytt, noe som forårsaker et skifte i posisjonen til bildeplanet, noe som resulterer i et klart bilde på plasseringen av det nye bildeplanet i diagrammet. Avstanden mellom det nye bildeplanet og det konvergerende objektivet er betegnet som x. Basert på objektbilde-forholdet, kan brennvidden til objektivet under test utledes som:
I praksis har lensometeret blitt mye brukt i den øverste fokale måling av brillinser, og har fordelene med enkel drift og pålitelig presisjon.
2.4 AbbeReFractometer
ABBE -refraktometeret er en annen metode for å teste brennvidden til optiske systemer. Den skjematiske figuren er som følger:
Plasser to herskere med forskjellige høyder på objektets overflateside av linsen som testes, nemlig skalaplate 1 og skalaplate 2. De tilsvarende skalaplaterens høyde er Y1 og Y2. Avstanden mellom de to skalaplatene er e, og vinkelen mellom linjalens topplinje og den optiske aksen er u. Scaleplated avbildes av den testede linsen med en brennvidde på f. Et mikroskop er installert ved bildeoverflaten. Ved å flytte mikroskopets plassering, blir de øverste bildene av de to skalaplatene funnet. På dette tidspunktet er avstanden mellom mikroskopet og den optiske aksen betegnet som y. I henhold til objektbilde-forholdet kan vi få brennvidden som ：
2,5 moire -avblectometryMetode
Moiré Deflektometri -metoden vil bruke to sett med Ronchi -kjennelser i parallelle lysstråler. Ronchi-kjennelse er et nettlignende mønster av metallkromfilm avsatt på et glassunderlag, ofte brukt til å teste ytelsen til optiske systemer. Metoden bruker endringen i moiréfronter dannet av de to rittene for å teste brennvidden til det optiske systemet. Det skjematiske diagrammet av prinsippet er som følger ：
I figuren over blir det observerte objektet, etter å ha passert gjennom kollimatoren, en parallell bjelke. I den optiske banen, uten å legge til det testede objektivet først, passerer den parallelle strålen gjennom to rister med en forskyvningsvinkel på θ og et ristavstand av D, og danner et sett med moiréfronter på bildeplanet. Deretter plasseres den testede linsen i den optiske banen. Det originale kollimerte lyset, etter refraksjon av linsen, vil gi en viss brennvidde. Krumningsradiusen til lysstrålen kan oppnås fra følgende formel ：
Vanligvis er objektivet som testes veldig nær det første gitteret, så R -verdien i ovennevnte formel tilsvarer linjens brennvidde. Fordelen med denne metoden er at den kan teste brennvidden til positive og negative brennviddesystemer.
2.6 OptiskFiberAutokollimeringMEthod
Prinsippet om å bruke den optiske fiber -autokollimasjonsmetoden for å teste brennvidden på linsen er vist på figuren nedenfor. Den bruker fiberoptikk for å avgi en divergerende bjelke som passerer gjennom linsen som testes og deretter inn på et planespeil. De tre optiske banene i figuren representerer forholdene til den optiske fiberen i fokus, i fokus og utenfor fokus. Ved å bevege linsenes plassering som testes frem og tilbake, kan du finne fiberhodets plassering i fokus. På dette tidspunktet er bjelken selvkollimert, og etter refleksjon av flyledret vil det meste av energien tilbake til fiberhodets plassering. Metoden er enkel i prinsippet og enkel å implementere.
3. Konklusjon
Brennvidde er en viktig parameter for et optisk system. I denne artikkelen beskriver vi konseptet med optisk systemfokal lengde og dets testmetoder. Kombinert med det skjematiske diagrammet forklarer vi definisjonen av brennvidde, inkludert konseptene om brennvidde på bildesiden, brennvidde på objektsiden og brennvidde foran. I praksis er det mange metoder for å teste brennvidden til et optisk system. Denne artikkelen introduserer testprinsippene for kollimatormetoden, Gaussisk metode, brennvidde målingsmetode, ABBE -brennvidde målingsmetode, Moiré avbøyningsmetode og optisk fiber autokollimasjonsmetode. Jeg tror at du ved å lese denne artikkelen vil ha en bedre forståelse av brennvidden -parametrene i optiske systemer.
Post Time: Aug-09-2024
