1. Gjatësia fokale e sistemeve optike
Gjatësia fokale është një tregues shumë i rëndësishëm i sistemit optik, për konceptin e gjatësisë fokale, ne pak a shumë kemi një kuptim, ne e shqyrtojmë këtu.
Gjatësia fokale e një sistemi optik, e përcaktuar si distanca nga qendra optike e sistemit optik deri te fokusi i rrezes kur bie dritë paralele, është një masë e përqendrimit ose divergjencës së dritës në një sistem optik. Ne përdorim diagramin e mëposhtëm për të ilustruar këtë koncept.
Në figurën e mësipërme, rrezja paralele që bie nga skaji i majtë, pasi kalon nëpër sistemin optik, konvergjon në fokusin e imazhit F', vija e zgjatjes së kundërt e rrezes konvergjente kryqëzohet me vijën përkatëse të zgjatjes së rrezes paralele incidente në një pikë, dhe sipërfaqja që kalon këtë pikë dhe është pingule me boshtin optik quhet plani kryesor i pasmë, plani kryesor i pasmë kryqëzohet me boshtin optik në pikën P2, e cila quhet pika kryesore (ose pika qendrore optike), distanca midis pikës kryesore dhe fokusit të imazhit, është ajo që zakonisht e quajmë gjatësi fokale, emri i plotë është gjatësia fokale efektive e imazhit.
Gjithashtu nga figura mund të shihet se distanca nga sipërfaqja e fundit e sistemit optik deri te pika fokale F' e imazhit quhet gjatësia fokale e prapme (BFL). Përkatësisht, nëse rrezja paralele bie nga ana e djathtë, ekzistojnë edhe konceptet e gjatësisë fokale efektive dhe gjatësisë fokale të përparme (FFL).
2. Metodat e Testimit të Gjatësisë Fokale
Në praktikë, ekzistojnë shumë metoda që mund të përdoren për të testuar gjatësinë fokale të sistemeve optike. Bazuar në parime të ndryshme, metodat e testimit të gjatësisë fokale mund të ndahen në tre kategori. Kategoria e parë bazohet në pozicionin e planit të imazhit, kategoria e dytë përdor marrëdhënien midis zmadhimit dhe gjatësisë fokale për të marrë vlerën e gjatësisë fokale, dhe kategoria e tretë përdor lakimin e frontit të valës së rrezes së dritës konvergjente për të marrë vlerën e gjatësisë fokale.
Në këtë seksion, do të prezantojmë metodat e përdorura zakonisht për testimin e gjatësisë fokale të sistemeve optike:
2.1CMetoda e olimatorit
Parimi i përdorimit të një kolimatori për të testuar gjatësinë fokale të një sistemi optik është siç tregohet në diagramin më poshtë:
Në figurë, modeli i testimit është vendosur në fokusin e kolimatorit. Lartësia y e modelit të testimit dhe gjatësia fokale fc'të kolimatorit janë të njohura. Pasi rrezja paralele e emetuar nga kolimatori konvergjon nga sistemi optik i testuar dhe imazhohet në planin e imazhit, gjatësia fokale e sistemit optik mund të llogaritet bazuar në lartësinë y' të modelit të testimit në planin e imazhit. Gjatësia fokale e sistemit optik të testuar mund të përdorë formulën e mëposhtme:
2.2 GausianMmetodë
Figura skematike e metodës Gaussiane për testimin e gjatësisë fokale të një sistemi optik është paraqitur si më poshtë:
Në figurë, planet kryesore të përparme dhe të pasme të sistemit optik nën provë përfaqësohen përkatësisht si P dhe P', dhe distanca midis dy planeve kryesore është dPNë këtë metodë, vlera e dPkonsiderohet i njohur, ose vlera e tij është e vogël dhe mund të injorohet. Një objekt dhe një ekran marrës vendosen në skajet e majta dhe të djathta, dhe distanca midis tyre regjistrohet si L, ku L duhet të jetë më e madhe se 4 herë gjatësia fokale e sistemit nën provë. Sistemi nën provë mund të vendoset në dy pozicione, të shënuara përkatësisht si pozicioni 1 dhe pozicioni 2. Objekti në të majtë mund të imazhohet qartë në ekranin marrës. Distanca midis këtyre dy vendndodhjeve (e shënuar si D) mund të matet. Sipas marrëdhënies së konjuguar, mund të marrim:
Në këto dy pozicione, distancat e objekteve regjistrohen si s1 dhe s2 përkatësisht, pastaj s2 - s1 = D. Me anë të derivimit të formulës, mund të marrim gjatësinë fokale të sistemit optik si më poshtë:
2.3Lensometër
Lenzometri është shumë i përshtatshëm për testimin e sistemeve optike me gjatësi fokale të gjata. Figura skematike e tij është si më poshtë:
Së pari, lentja nën provë nuk vendoset në shtegun optik. Objektivi i vëzhguar në të majtë kalon nëpër lenten kolimuese dhe bëhet dritë paralele. Drita paralele konvergjon nga një lente konvergjente me një gjatësi fokale f.2dhe formon një imazh të qartë në planin e imazhit referues. Pasi të kalibrohet rruga optike, lentja nën provë vendoset në rrugën optike dhe distanca midis lentes nën provë dhe lentes konvergjente është f2Si rezultat, për shkak të veprimit të lentes nën provë, rrezja e dritës do të rifokusohet, duke shkaktuar një zhvendosje në pozicionin e planit të imazhit, duke rezultuar në një imazh të qartë në pozicionin e planit të ri të imazhit në diagram. Distanca midis planit të ri të imazhit dhe lentes konvergjente shënohet si x. Bazuar në marrëdhënien objekt-imazh, gjatësia fokale e lentes nën provë mund të nxirret si:
Në praktikë, lentometri është përdorur gjerësisht në matjen e fokusit të sipërm të lenteve të syzeve, dhe ka avantazhet e funksionimit të thjeshtë dhe saktësisë së besueshme.
2.4 AbbeRefraktometër
Refraktometri Abbe është një metodë tjetër për testimin e gjatësisë fokale të sistemeve optike. Figura skematike e tij është si më poshtë:
Vendosni dy vizore me lartësi të ndryshme në anën e sipërfaqes së objektit të lentes nën provë, përkatësisht pllaka e shkallës 1 dhe pllaka e shkallës 2. Lartësia përkatëse e pllakave të shkallës është y1 dhe y2. Distanca midis dy pllakave të shkallës është e, dhe këndi midis vijës së sipërme të vizores dhe boshtit optik është u. Plaku i shkallës imazhohet nga lentja e testuar me një gjatësi fokale f. Një mikroskop është instaluar në fund të sipërfaqes së imazhit. Duke lëvizur pozicionin e mikroskopit, gjenden imazhet e sipërme të dy pllakave të shkallës. Në këtë kohë, distanca midis mikroskopit dhe boshtit optik shënohet si y. Sipas marrëdhënies objekt-imazh, mund të marrim gjatësinë fokale si:
2.5 Deflektometria MoireMetoda
Metoda e deflektometrisë Moiré do të përdorë dy grupe rregullash Ronchi në rreze drite paralele. Rregulla Ronchi është një model i ngjashëm me rrjetë i filmit metalik të kromit të depozituar në një substrat qelqi, i përdorur zakonisht për testimin e performancës së sistemeve optike. Metoda përdor ndryshimin në skajet Moiré të formuara nga dy rrjetat për të testuar gjatësinë fokale të sistemit optik. Diagrami skematik i parimit është si më poshtë:
Në figurën më sipër, objekti i vëzhguar, pasi kalon nëpër kolimator, bëhet një rreze paralele. Në shtegun optik, pa shtuar më parë lenten e testuar, rrezja paralele kalon nëpër dy rrjeta me një kënd zhvendosjeje θ dhe një hapësirë rrjete d, duke formuar një grup skajesh Moiré në planin e imazhit. Pastaj, lentja e testuar vendoset në shtegun optik. Drita origjinale e kolimuar, pas thyerjes nga lentet, do të prodhojë një gjatësi fokale të caktuar. Rrezja e lakimit të rrezes së dritës mund të merret nga formula e mëposhtme:
Zakonisht lentja nën provë vendoset shumë afër rrjetës së parë, kështu që vlera R në formulën e mësipërme korrespondon me gjatësinë fokale të lentes. Avantazhi i kësaj metode është se mund të testojë gjatësinë fokale të sistemeve me gjatësi fokale pozitive dhe negative.
2.6 OptikFiberAautokolimacionMmetodë
Parimi i përdorimit të metodës së autokolimimit me fibra optike për të testuar gjatësinë fokale të lentes tregohet në figurën më poshtë. Ajo përdor fibrat optike për të emetuar një rreze divergjente që kalon nëpër lenten që testohet dhe më pas në një pasqyrë të sheshtë. Tre shtigjet optike në figurë përfaqësojnë përkatësisht kushtet e fibrës optike brenda fokusit, brenda fokusit dhe jashtë fokusit. Duke lëvizur pozicionin e lentes nën test para dhe mbrapa, mund të gjeni pozicionin e kokës së fibrës në fokus. Në këtë kohë, rrezja vetëkolimohet dhe, pas reflektimit nga pasqyra e sheshtë, pjesa më e madhe e energjisë do të kthehet në pozicionin e kokës së fibrës. Metoda është e thjeshtë në parim dhe e lehtë për t'u zbatuar.
3. Përfundim
Gjatësia fokale është një parametër i rëndësishëm i një sistemi optik. Në këtë artikull, ne detajojmë konceptin e gjatësisë fokale të sistemit optik dhe metodat e testimit të tij. Të kombinuara me diagramin skematik, ne shpjegojmë përkufizimin e gjatësisë fokale, duke përfshirë konceptet e gjatësisë fokale nga ana e imazhit, gjatësisë fokale nga ana e objektit dhe gjatësisë fokale nga përpara në prapa. Në praktikë, ekzistojnë shumë metoda për testimin e gjatësisë fokale të një sistemi optik. Ky artikull prezanton parimet e testimit të metodës së kolimatorit, metodës Gaussiane, metodës së matjes së gjatësisë fokale, metodës së matjes së gjatësisë fokale Abbe, metodës së devijimit Moiré dhe metodës së autokolimimit me fibra optike. Besoj se duke lexuar këtë artikull, do të keni një kuptim më të mirë të parametrave të gjatësisë fokale në sistemet optike.
Koha e postimit: 09 Gusht 2024
