1. Focalna długość systemów optycznych
Ogólna jest bardzo ważnym wskaźnikiem systemu optycznego, ponieważ pojęcie ogniskowej, mniej więcej mamy zrozumienie, przeglądamy tutaj.
Ogólna długość układu optycznego, zdefiniowana jako odległość od środka optycznego układu optycznego do ostrości wiązki podczas incydentu światła równoległego, jest miarą stężenia lub rozbieżności światła w układzie optycznym. Używamy następującego schematu do zilustrowania tej koncepcji.
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, which is called the main point (lub optyczny punkt środkowy), odległość między punktem głównym a ostrością obrazu, to zwykle nazywamy ogniskową, pełną nazwą jest efektywna ogniskowa obrazu.
Z figury można również zauważyć, że odległość od ostatniej powierzchni układu optycznego do punktu ogniskowego F 'obrazu nazywa się tylną ogniskową (BFL). Odpowiednio, jeśli wiązka równoległa jest zdarza z prawej strony, istnieją również koncepcje skutecznej ogniskowej i przedniej ogniskowej (FFL).
2. Metody testowania ogniskowego
W praktyce istnieje wiele metod, które można wykorzystać do przetestowania ogniskowej układów optycznych. W oparciu o różne zasady metody testowania ogniskowego można podzielić na trzy kategorie. Pierwsza kategoria oparta jest na położeniu płaszczyzny obrazu, druga kategoria wykorzystuje związek między powiększeniem a ogniskową, aby uzyskać wartość ogniskową, a trzecia kategoria wykorzystuje krzywiznę czoła fali zbieżnej wiązki światła w celu uzyskania wartości ogniskowej.
W tej sekcji wprowadzimy powszechnie stosowane metody testowania ogniskowej systemów optycznych:
2.1CMetoda Ollimator
Zasada zastosowania kolimatora do testowania ogniskowej układu optycznego jest jak pokazano na poniższym schemacie:
Na rysunku wzór testowy jest umieszczany na punkcie kolimatora. Wysokość y wzoru testowego i ogniskowa fc„kolimatora są znane. Po zbierzeniu się równoległej wiązki emitowanej przez kolimator przez testowany układ optyczny i obrazowany na płaszczyźnie obrazu, ogniskową systemu optycznego można obliczyć na podstawie wysokości Y 'wzoru testowego na płaszczyźnie obrazu. Ogólna przetestowanego systemu optycznego może wykorzystać następujący wzór:
2.2 GaussaMETOD
Schematyczna figura gaussowskiej metody testowania ogniskowej układu optycznego jest pokazana jak poniżej:
Na rysunku główne płaszczyzny przednie i tylne badanego układu optycznego są reprezentowane odpowiednio jako p i p ', a odległość między dwoma głównymi płaszczyznami wynosi dP. W tej metodzie wartość DPjest uważany za znany lub jego wartość jest niewielka i można ją zignorować. Obiekt i ekran odbierający są umieszczane po lewej i prawej końce, a odległość między nimi jest rejestrowana jako L, gdzie L musi być większa niż 4 -krotność ogniskowania testowanego systemu. Testowany system może być umieszczony w dwóch pozycjach, odpowiednio jako pozycja 1 i pozycja 2. Obiekt po lewej można wyraźnie obrazować na ekranie odbierającym. Można zmierzyć odległość między tymi dwoma lokalizacjami (oznaczoną jako D). Zgodnie z koniugatowym relacją możemy uzyskać:
Na tych dwóch pozycjach odległości obiektów są rejestrowane odpowiednio jako S1 i S2, a następnie S2 - S1 = D. Poprzez wyprowadzenie wzoru, możemy uzyskać ogniskową długość układu optycznego, jak poniżej:
2.3Lenzometr
Lensometr jest bardzo odpowiedni do testowania systemów optycznych o długim ogniskowym. Jego schematyczna postać jest następująca:
Po pierwsze, badany obiektyw nie jest umieszczony na ścieżce optycznej. Zaobserwowany cel po lewej przechodzi przez soczewkę kolimacyjną i staje się światłem równoległym. Światło równoległe jest zbieżne przez zbieżną soczewkę o ogniskowej f2i tworzy wyraźny obraz w płaszczyźnie obrazu odniesienia. Po skalibrowaniu ścieżki optycznej, badana soczewka jest umieszczana na ścieżce optycznej, a odległość między badanym soczewką a zbieżną soczewką wynosi F2. W rezultacie, ze względu na działanie badanego obiektywu, wiązka światła zostanie ponownie skoncentrowana, powodując przesunięcie w położeniu płaszczyzny obrazu, co powoduje wyraźny obraz w pozycji nowej płaszczyzny obrazu na schemacie. Odległość między nową płaszczyzną obrazu a soczewką zbieżną jest oznaczona jako x. W oparciu o relację obiektowo-obrazową, ogniskową testowanej soczewki można wywnioskować jako:
W praktyce soensometr był szeroko stosowany w górnym ogniskowym pomiarze soczewek spektaklu i ma zalety prostego działania i niezawodnej precyzji.
2.4 AbbeREfraktometr
Refraktometr Abbe to kolejna metoda testowania ogniskowej układów optycznych. Jego schematyczna postać jest następująca:
Umieść dwa linijki o różnych wysokościach po stronie powierzchni obiektywnej w badanym soczewce, a mianowicie Skala Scale 1 i Scale SPLATE 2. Wysokość odpowiadających tabliczek skali to Y1 i Y2. Odległość między dwoma tablicami skalnymi wynosi E, a kąt między górną linią linijki a osą optyczną wynosi u. Skalowanie jest obrazowane przez testowany obiektyw o ogniskowej f. Mikroskop jest instalowany na końcu powierzchni obrazu. Przesuwając pozycję mikroskopu, znaleziono górne obrazy dwóch tabliczek skali. W tym czasie odległość między mikroskopem a osą optyczną jest oznaczona jako y. Zgodnie z relacją obiektowo-obrazową możemy uzyskać ogniskową jako ：
2.5 Deflectometria MoireMetoda
Metoda deflectometrii Moiré będzie wykorzystywała dwa zestawy orzeczeń Ronchi w równoległych wiązkach światła. Rząd Ronchi to siatkowy wzór metalowej folii chromowej osadzonej na szklanym podłożu, powszechnie stosowanym do testowania wydajności układów optycznych. Metoda wykorzystuje zmianę frędzli Moiré utworzonej przez dwie kraty do przetestowania ogniskowej układu optycznego. Schematyczny schemat zasady jest następujący ：
Na powyższym rysunku obserwowany obiekt, po przejściu przez kolimator, staje się równoległym wiązką. Na ścieżce optycznej, bez najpierw dodawania testowanego obiektywu, równoległa wiązka przechodzi przez dwie kraty z kątem przemieszczenia θ i rozstawem drygowania D, tworząc zestaw frędzli Moiré na płaszczyźnie obrazu. Następnie testowany obiektyw jest umieszczany na ścieżce optycznej. Oryginalne kolimowane światło, po załamaniu przez soczewkę, wytworzy określoną ogniskową. Promień krzywizny wiązki światła można uzyskać z następującego wzoru ：
Zwykle badany soczewka jest umieszczana bardzo blisko pierwszej siatki, więc wartość R w powyższym wzorze odpowiada ogniskowej soczewki. Zaletą tej metody jest przetestowanie ogniskowej dodatnich i ujemnych systemów ogniskowej.
2.6 OptyczneFIberAUTOCOLLIMATIONMETOD
Zasada zastosowania metody autokollimacji światłowodowej do przetestowania ogniskowej soczewki pokazano na poniższym rysunku. Używa światłowodowej optyki do emitowania rozbieżnej wiązki, która przechodzi przez testowany soczewkę, a następnie na lustro płaskie. Trzy ścieżki optyczne na rysunku reprezentują warunki światłowodu w obrębie ostrości, odpowiednio i poza nim. Poruszając pozycję testowanego obiektywu w przód iw tył, możesz znaleźć pozycję głowicy światłowodowej na skupieniu. W tym czasie wiązka jest samodzielna, a po odbiciu przez lustro płaskie większość energii powróci do pozycji głowicy włókien. Metoda jest w zasadzie prosta i łatwa do wdrożenia.
3. Konkuzja
Ogniskowa jest ważnym parametrem układu optycznego. W tym artykule szczegółowo opisujemy koncepcję ogniskowej systemu optycznego i jego metody testowania. W połączeniu ze schematem schematycznym wyjaśniamy definicję ogniskowej, w tym pojęcia ogniskowej po stronie obrazu, obiektowej ogniskowej i ogniskowej od przodu do tyłu. W praktyce istnieje wiele metod testowania ogniskowej układu optycznego. W tym artykule przedstawiono zasady testowania metody kolimatora, metodę gaussa, metodę pomiaru ogniskowego, metodę pomiaru ogniskowego Abbe, metodę odchylenia Moiré i metodę autokollimacji światłowodowej. Uważam, że czytając ten artykuł, lepiej zrozumiesz parametry ogniskowe w systemach optycznych.
Czas po: 09-2024
