1. Фокальна довжина оптичних систем
Фокусна довжина є дуже важливим показником оптичної системи, для концепції фокусної відстані ми більш -менш розуміємо, ми розглядаємо тут.
Фокусна відстань оптичної системи, визначена як відстань від оптичного центру оптичної системи до фокусу променя при падінні паралельного світла, є мірою концентрації або розбіжності світла в оптичній системі. Ми використовуємо наступну схему для ілюстрації цієї концепції.
На наведеному малюнку паралельний промінь, що падає з лівого кінця, після проходження через оптичну систему сходяться на фокус зображення F ', зворотна лінія розширення променевого променя перетинається з відповідною розгинанням паралельного променя, а поверхня, яка проходить цю точку і є перпендикулярною до оптичної аксіси, під назвою Оптична осі, що є основною площиною, на основі основної площини, основна площина, основна площина, основна площина, основна площина, основна площина, площина, що базується, в основній площиною, що базується, що основна площина, площина, що базується, тона площина, що базується, що основна площина, площина, що базується, тона площина. P2, який називається основною точкою (або оптичною центральною точкою), відстані між основною точкою та фокусом зображення, це те, що ми зазвичай називаємо фокусною відстань, повна назва - це ефективна фокусна відстань зображення.
З фігури також можна побачити, що відстань від останньої поверхні оптичної системи до фокусної точки F 'зображення називається фокусною відстань задньої частини (BFL). Відповідно, якщо паралельний промінь падає з правого боку, є також поняття ефективної фокусної відстань та передньої фокусної довжини (FFL).
2. Методи тестування фокусної довжини
На практиці існує багато методів, які можна використовувати для перевірки фокусної відстані оптичних систем. На основі різних принципів методи тестування фокусної відстань можна розділити на три категорії. Перша категорія ґрунтується на положенні площини зображення, друга категорія використовує залежність між збільшенням та фокусною відстанню для отримання значення фокусної відстані, а третя категорія використовує кривизну фронтового світла для отримання значення фокусної відстані.
У цьому розділі ми введемо загально використовувані методи тестування фокусної відстані оптичних систем:
2,1Cметод оліматора
Принцип використання коліматора для перевірки фокусної відстані оптичної системи, як показано на діаграмі нижче:
На малюнку тестовий малюнок розміщується у фокусі коліматора. Висота y тестової картини та фокусна відстань fc'Колліматора відомі. Після того, як паралельний промінь, що випромінюється коліматором, конвергується випробуваною оптичною системою та зображена на площині зображення, фокусна відстань оптичної системи може бути обчислена на основі висоти y 'тестової картини на площині зображення. Основна відстань тестованої оптичної системи може використовувати таку формулу:
2,2 ГауссMетод
Схематична фігура Гауссового методу для тестування фокусної відстань оптичної системи показана як нижче:
На малюнку передні та задні основні площини оптичної системи, що випробувані, представлені у вигляді відповідно, а відстань між двома основними площинами D становить dP. У цьому методі значення dPвважається відомим, або його значення невелика і її можна ігнорувати. Об'єкт і екран прийому розміщуються з лівих і правих кінців, а відстань між ними записується як L, де L повинна бути більша, ніж у 4 рази більше фокусної відстані системи, що перевіряється. Система, що перевіряється, може бути розміщена у двох положеннях, позначається як положення 1 та положення 2 відповідно. Об'єкт зліва може бути чітко зображено на екрані прийому. Відстань між цими двома місцями (позначається як D) можна виміряти. Згідно з сполученими стосунками, ми можемо отримати:
У цих двох положеннях відстані об'єкта записуються відповідно як S1 і S2, потім S2 - S1 = D. Через виведення формули ми можемо отримати фокусну відстань оптичної системи, як показано нижче:
2,3Лпромометр
Лензетр дуже підходить для тестування оптичних систем довгих фокусних відстань. Його схематична фігура така:
По -перше, об'єктив, що перевіряється, не розміщується на оптичному шляху. Спостережувана ціль на лівій проходить через колімаційний об'єктив і стає паралельним світлом. Паралельне світло конвергується з конвергуючою лінзою з фокусною відстанню F2і утворює чітке зображення в площині еталонного зображення. Після каліброваного оптичного шляху об'єктив, що перевіряється, розміщується на оптичному шляху, а відстань між об'єктивом, що перевіряється, і конвергуюча лінза - F2. Як результат, внаслідок дії об'єктива, що перевіряється, світловий промінь буде переорієнтуватися, викликаючи зсув у положенні площини зображення, що призводить до чіткого зображення в положенні нової площини зображення на діаграмі. Відстань між новою площиною зображення та конвергуючим об'єктивом позначається як X. Виходячи з взаємозв'язку об'єкта-зображення, фокусна відстань об'єктива, що перевіряється, може бути зроблена як:
На практиці лінзометр широко використовується у верхньому фокусному вимірюванні видовищних лінз і має переваги простої роботи та надійної точності.
2,4 абатRефрактометр
Абб -рефрактометр - це ще один метод тестування фокусної відстані оптичних систем. Його схематична фігура така:
Помістіть два правителі з різною висотою на об'єктній поверхневій стороні об'єктива, що випробовується, а саме шкалою 1 та шкалою 2. Висота відповідних шкали - Y1 та Y2. Відстань між двома шкаловими табличками становить E, а кут між верхньою лінією лінійки та оптичною осі - u. Шкала вкладається за допомогою перевіреної лінзи з фокусною відстань f. Мікроскоп встановлюється на кінці поверхні зображення. Переміщуючи положення мікроскопа, знайдені верхні зображення двох шкали. У цей час відстань між мікроскопом та оптичною осі позначається як Y. Відповідно до взаємозв'язку об’єкт-зображення, ми можемо отримати фокусну відстань як:
2,5 дефлектометрія MoireМетод
Метод дефлектометрії Moiré використовуватиме два набори постанов Рончі паралельними променями світла. Рончі Правлячка-це сітковий малюнок металевої хромової плівки, осадженої на скляній підкладці, зазвичай використовується для тестування продуктивності оптичних систем. Метод використовує зміну мойської межі, утвореної двома решітками для перевірки фокусної відстані оптичної системи. Схематична схема принципу така:
На малюнку вище, спостережуваний об'єкт, проходячи через коліматор, стає паралельним променем. На оптичному шляху, не додавши спочатку випробувану лінзу, паралельний промінь проходить через два решітки з кутом переміщення θ і відстані від решітки D, утворюючи набір бахрочок Moiré на площині зображення. Потім випробуваний об'єктив розміщується на оптичному шляху. Оригінальне колімаційне світло після заломлення об'єктивом призведе до певної фокусної відстань. Радій кривизни світла можна отримати від наступної формули:
Зазвичай об'єктив, що перевіряється, розміщується дуже близько до першої решітки, тому значення R у наведеній формулі відповідає фокусній відстані об'єктива. Перевага цього методу полягає в тому, що він може перевірити фокусну відстань позитивних та негативних систем фокусної відстані.
2,6 оптичнийFіберAutocollimationMетод
Принцип використання методу автоматичного колімації оптичного волокна для перевірки фокусної відстань об'єктива показаний на малюнку нижче. Він використовує волоконну оптику для випромінювання розбіжного променя, який проходить через об'єктив, що випробовується, а потім на площинне дзеркало. Три оптичні шляхи на малюнку представляють умови оптичного волокна в межах фокусу, у фокусі та поза фокусом відповідно. Переміщуючи положення об'єктива під тестом вперед і назад, ви можете знайти положення головки волокна у фокусі. У цей час промінь є самооціненою, і після відбиття площинним дзеркалом більша частина енергії повернеться до положення головки волокна. Метод в принципі простий і простий у виконанні.
3. Конклюзію
Фокусна довжина є важливим параметром оптичної системи. У цій статті ми детально описуємо концепцію фокусної відстань оптичної системи та методів її тестування. У поєднанні з схематичною схемою ми пояснюємо визначення фокусної відстані, включаючи поняття фокусної довжини на стороні зображення, фокусну довжину об'єкта та фокусну відстань. На практиці існує багато методів тестування фокусної відстані оптичної системи. У цій статті представлено принципи тестування методу коліматора, метод Гаусса, метод вимірювання фокусної відстань, метод вимірювання фокусної довжини ABBE, метод відхилення Moiré та метод аутоколімації оптичних волокон. Я вважаю, що, читаючи цю статтю, ви краще розумієте параметри фокусної відстань в оптичних системах.
Час посади: 09-2024
