1. Chiều dài của các hệ thống quang học
Độ dài tiêu cự là một chỉ số rất quan trọng của hệ thống quang học, cho khái niệm về độ dài tiêu cự, chúng ta ít nhiều có một sự hiểu biết, chúng tôi xem xét ở đây.
Độ dài tiêu cự của một hệ thống quang học, được định nghĩa là khoảng cách từ tâm quang của hệ thống quang học đến tiêu điểm của chùm tia khi sự cố ánh sáng song song, là thước đo nồng độ hoặc phân kỳ của ánh sáng trong hệ thống quang học. Chúng tôi sử dụng sơ đồ sau để minh họa khái niệm này.
Trong hình trên, sự cố chùm tia song song từ đầu bên trái, sau khi đi qua hệ thống quang học, hội tụ đến tiêu điểm hình ảnh f ', đường mở rộng ngược của tia hội tụ giao nhau với đường mở rộng tương ứng của Tia song song tại một điểm được gọi là mặt phẳng phía sau Điểm chính (hoặc điểm trung tâm quang học), khoảng cách giữa điểm chính và tiêu điểm hình ảnh, đó là cái mà chúng ta thường gọi là độ dài tiêu cự, tên đầy đủ là độ dài tiêu cự hiệu quả của hình ảnh.
Cũng có thể thấy từ hình rằng khoảng cách từ bề mặt cuối cùng của hệ thống quang học đến tiêu điểm f 'của hình ảnh được gọi là tiêu cự phía sau (BFL). Tương ứng, nếu chùm tia song song là sự cố từ phía bên phải, cũng có các khái niệm về tiêu cự hiệu quả và tiêu cự phía trước (FFL).
2. Phương pháp kiểm tra độ dài tiêu cự
Trong thực tế, có nhiều phương pháp có thể được sử dụng để kiểm tra độ dài tiêu cự của các hệ thống quang học. Dựa trên các nguyên tắc khác nhau, các phương pháp kiểm tra độ dài tiêu cự có thể được chia thành ba loại. Danh mục đầu tiên dựa trên vị trí của mặt phẳng hình ảnh, loại thứ hai sử dụng mối quan hệ giữa độ phóng đại và độ dài tiêu cự để thu được giá trị tiêu cự và loại thứ ba sử dụng độ cong sóng của chùm ánh sáng hội tụ để thu được giá trị độ dài tiêu cự.
Trong phần này, chúng tôi sẽ giới thiệu các phương pháp thường được sử dụng để kiểm tra độ dài tiêu cự của các hệ thống quang học:
2.1CPhương pháp ollimator
Nguyên tắc sử dụng bộ chuẩn bị để kiểm tra độ dài tiêu cự của hệ thống quang học được thể hiện trong sơ đồ dưới đây:
Trong hình, mẫu thử nghiệm được đặt ở tiêu điểm của bộ so sánh. Chiều cao y của mẫu thử và độ dài tiêu cự fc'của cộng tác được biết đến. Sau khi chùm tia song song phát ra từ bộ chuẩn bị được hội tụ bởi hệ thống quang học được thử nghiệm và được chụp trên mặt phẳng hình ảnh, chiều dài tiêu cự của hệ thống quang học có thể được tính toán dựa trên chiều cao y 'của mẫu thử trên mặt phẳng hình ảnh. Độ dài tiêu cự của hệ thống quang học được thử nghiệm có thể sử dụng công thức sau:
2.2 GaussianMEthod
Con số sơ đồ của phương pháp Gaussian để kiểm tra độ dài tiêu cự của hệ thống quang học được hiển thị như dưới đây:
Trong hình, các mặt phẳng chính trước và mặt sau của hệ thống quang học được thử nghiệm được biểu thị tương ứng là p và p 'và khoảng cách giữa hai mặt phẳng chính là dP. Trong phương pháp này, giá trị của dPđược coi là được biết đến, hoặc giá trị của nó là nhỏ và có thể bị bỏ qua. Một đối tượng và màn hình nhận được đặt ở đầu trái và bên phải, và khoảng cách giữa chúng được ghi là L, trong đó L cần phải lớn hơn 4 lần chiều dài tiêu cự của hệ thống được kiểm tra. Hệ thống được thử nghiệm có thể được đặt ở hai vị trí, được biểu thị là vị trí 1 và vị trí 2 tương ứng. Đối tượng bên trái có thể được chụp rõ ràng trên màn hình nhận. Khoảng cách giữa hai vị trí này (ký hiệu là D) có thể được đo. Theo mối quan hệ liên hợp, chúng ta có thể nhận được:
Ở hai vị trí này, khoảng cách đối tượng được ghi lại lần lượt là S1 và S2, sau đó S2 - S1 = D. Thông qua dẫn xuất công thức, chúng ta có thể có được độ dài tiêu cự của hệ thống quang học như dưới đây:
2.3Lmáy đo độ cao
Lensometer rất phù hợp để thử nghiệm các hệ thống quang tiêu cự dài tiêu cự. Con số sơ đồ của nó như sau:
Đầu tiên, ống kính được thử nghiệm không được đặt trong đường dẫn quang. Mục tiêu quan sát được ở bên trái đi qua ống kính đối chiếu và trở thành ánh sáng song song. Ánh sáng song song được hội tụ bởi một ống kính hội tụ với độ dài tiêu cự của F2và tạo thành một hình ảnh rõ ràng tại mặt phẳng hình ảnh tham chiếu. Sau khi đường dẫn quang được hiệu chỉnh, ống kính đang được đặt trong đường dẫn quang và khoảng cách giữa ống kính đang thử nghiệm và ống kính hội tụ là F2. Kết quả là, do tác động của ống kính đang thử nghiệm, chùm sáng sẽ được tập trung, gây ra sự thay đổi ở vị trí của mặt phẳng hình ảnh, dẫn đến một hình ảnh rõ ràng ở vị trí của mặt phẳng hình ảnh mới trong sơ đồ. Khoảng cách giữa mặt phẳng hình ảnh mới và ống kính hội tụ được ký hiệu là x. Dựa trên mối quan hệ hình ảnh đối tượng, độ dài tiêu cự của ống kính đang được thử nghiệm có thể được suy ra là:
Trong thực tế, ống kính đã được sử dụng rộng rãi trong các tiêu cự hàng đầu của ống kính cảnh tượng, và có lợi thế của hoạt động đơn giản và độ chính xác đáng tin cậy.
2.4 AbbeRMáy đo nhiệt kế
Khít khúc khúc xạ Abbe là một phương pháp khác để kiểm tra độ dài tiêu cự của các hệ thống quang học. Con số sơ đồ của nó như sau:
Đặt hai chất cai trị có độ cao khác nhau ở phía bề mặt đối tượng của ống kính được kiểm tra, cụ thể là tỷ lệ 1 và tỷ lệ 2. Chiều cao của tỷ lệ tương ứng là Y1 và Y2. Khoảng cách giữa hai tỷ lệ là E và góc giữa đường trên cùng của thước đo và trục quang là u. Các quy mô được chụp bằng các ống kính được thử nghiệm với độ dài tiêu cự của f. Một kính hiển vi được lắp đặt ở đầu bề mặt hình ảnh. Bằng cách di chuyển vị trí của kính hiển vi, các hình ảnh trên cùng của hai tỷ lệ được tìm thấy. Tại thời điểm này, khoảng cách giữa kính hiển vi và trục quang học được ký hiệu là y. Theo mối quan hệ hình ảnh đối tượng, chúng ta có thể có được độ dài tiêu cự như ：
2.5 MOIRE làm lệch hướngPhương pháp
Phương pháp đo độ lệch Moiré sẽ sử dụng hai bộ phán quyết của Ronchi trong các chùm ánh sáng song song. Phán quyết của Ronchi là một mô hình giống như lưới của màng crom kim loại lắng đọng trên đế thủy tinh, thường được sử dụng để kiểm tra hiệu suất của các hệ thống quang học. Phương pháp sử dụng sự thay đổi trong các rìa moiré được hình thành bởi hai cách tử để kiểm tra độ dài tiêu cự của hệ thống quang học. Sơ đồ của nguyên tắc như sau ：
Trong hình trên, đối tượng quan sát được, sau khi đi qua bộ chuẩn bị, trở thành một chùm tia song song. Trong đường dẫn quang học, trước tiên không cần thêm ống kính được thử nghiệm, chùm tia song song đi qua hai cách tử với góc dịch chuyển và khoảng cách cách tử của D, tạo thành một bộ rìa moiré trên mặt phẳng hình ảnh. Sau đó, ống kính được thử nghiệm được đặt trong đường dẫn quang. Ánh sáng ban đầu, sau khi khúc xạ bởi ống kính, sẽ tạo ra một tiêu cự nhất định. Có thể lấy bán kính cong của chùm ánh sáng từ công thức sau ：
Thông thường các ống kính được thử nghiệm được đặt rất gần với cách tử đầu tiên, do đó giá trị R trong công thức trên tương ứng với độ dài tiêu cự của ống kính. Ưu điểm của phương pháp này là nó có thể kiểm tra độ dài tiêu cự của các hệ thống tiêu cự tích cực và tiêu cực.
2.6 QuangFIberAUtocollimationMEthod
Nguyên tắc sử dụng phương pháp tự động hóa sợi quang để kiểm tra độ dài tiêu cự của ống kính được hiển thị trong hình dưới đây. Nó sử dụng sợi quang để phát ra một chùm tia khác nhau đi qua ống kính đang được thử nghiệm và sau đó lên gương mặt phẳng. Ba đường dẫn quang trong hình đại diện cho các điều kiện của sợi quang trong tiêu điểm, trong tiêu điểm và bên ngoài tiêu điểm tương ứng. Bằng cách di chuyển vị trí của ống kính đang thử nghiệm qua lại, bạn có thể tìm thấy vị trí của đầu sợi ở tiêu điểm. Tại thời điểm này, chùm tia được tự đổi màu và sau khi phản chiếu bằng gương mặt phẳng, phần lớn năng lượng sẽ trở lại vị trí của đầu sợi. Phương pháp này đơn giản về nguyên tắc và dễ thực hiện.
3. Khói
Độ dài tiêu cự là một tham số quan trọng của một hệ thống quang học. Trong bài viết này, chúng tôi trình bày chi tiết khái niệm về độ dài tiêu cự của hệ thống quang học và các phương pháp thử nghiệm của nó. Kết hợp với sơ đồ, chúng tôi giải thích định nghĩa về độ dài tiêu cự, bao gồm các khái niệm về độ dài tiêu cự phía hình ảnh, tiêu cự phía đối tượng và tiêu cự từ trước đến lưng. Trong thực tế, có nhiều phương pháp để kiểm tra độ dài tiêu cự của một hệ thống quang học. Bài viết này giới thiệu các nguyên tắc thử nghiệm của phương pháp Collimator, phương pháp Gaussian, phương pháp đo độ dài tiêu cự, phương pháp đo độ dài tiêu cự, phương pháp độ lệch Moiré và phương pháp tự động hóa sợi quang. Tôi tin rằng bằng cách đọc bài viết này, bạn sẽ hiểu rõ hơn về các tham số tiêu cự trong các hệ thống quang học.
Thời gian đăng: Tháng 8-09-2024
