Optiki ulgamlaryň fokus uzynlygy kesgitleme we synag usullary

1. Optiki ulgamlaryň fokal uzynlygy

Fokal uzynlyk optiki ulgamyň örän möhüm görkezijisidir, fokus uzynlygy düşünjesi üçin has az düşünýäris, şu ýerde gözden geçirýäris.
Optiki ulgamyň fokus uzynlygy, paralel ýagtylyk hadysasy bolanda optiki ulgamyň optiki merkezinden şöhläniň fokusyna çenli aralyk hökmünde kesgitlenýär, optiki ulgamda ýagtylygyň konsentrasiýasynyň ýa-da tapawudynyň ölçegidir. Bu düşünjäni suratlandyrmak üçin aşakdaky diagrammany ulanýarys.

Aboveokardaky suratda, çep ujundan paralel şöhle hadysasy, optiki ulgamdan geçenden soň, şekil fokusyna öwrüler, öwrüliýän şöhläniň ters uzaldyş çyzygy, hadysanyň paralel şöhlesiniň degişli uzaldyş çyzygy bilen kesişýär. nokat we bu nokatdan geçýän we optiki okuna perpendikulýar bolan arka esasy tekizlik diýilýär, yzky esasy tekizlik esasy nokat (ýa-da optiki merkez nokady) diýilýän P2 nokatda optiki ok bilen kesişýär, esasy nokat bilen şekil fokusynyň arasyndaky aralyk, adatça fokus uzynlygy diýýäris, doly ady şekiliň täsirli fokus uzynlygydyr.
Suratdan optiki ulgamyň soňky ýüzünden şekiliň fokus nokadyna çenli aralyk fokus uzynlygy (BFL) diýilýär. Degişlilikde, paralel şöhle sag tarapdan bolan bolsa, täsirli fokus uzynlygy we öň fokus uzynlygy (FFL) düşünjeleri hem bar.

2. Fokal uzynlygy synag usullary

Iş ýüzünde optiki ulgamlaryň fokus uzynlygyny barlamak üçin ulanyp boljak köp usul bar. Dürli ýörelgelere esaslanyp, fokus uzynlygyny barlamak usullaryny üç kategoriýa bölmek mümkin. Birinji kategoriýa şekil tekizliginiň ýagdaýyna esaslanýar, ikinji kategoriýa fokus uzynlygynyň bahasyny almak üçin ulaltmak bilen fokus uzynlygynyň arasyndaky baglanyşygy ulanýar, üçünji kategoriýa fokus uzynlygynyň bahasyny almak üçin öwrüliýän şöhläniň tolkun egrisini ulanýar. .
Bu bölümde optiki ulgamlaryň fokus uzynlygyny barlamak üçin giňden ulanylýan usullary hödürläris :：

2.1Collimator usuly

Optiki ulgamyň fokus uzynlygyny barlamak üçin kollimator ulanmak prinsipi aşakdaky diagrammada görkezilişi ýaly:

Suratda synag nusgasy kollimatoryň merkezinde ýerleşdirildi. Synag nagşynyň beýikligi we fokus uzynlygy f_c'kollimatoryň belli. Kollimator tarapyndan çykarylýan paralel şöhle synagdan geçen optiki ulgam bilen birleşdirilip, şekil tekizliginde şekillendirilenden soň, optiki ulgamyň fokus uzynlygy şekil tekizligindäki synag nagşynyň beýikligine görä hasaplanyp bilner. Synag optiki ulgamynyň fokus uzynlygy aşakdaky formulany ulanyp biler:

2.2 GaussMetod
Optiki ulgamyň fokus uzynlygyny barlamak üçin Gauss usulynyň shemasy aşakdaky ýaly görkezilýär:

Suratda, synag astyndaky optiki ulgamyň öň we arka esasy uçarlary degişlilikde P we P 'görnüşinde görkezilýär we iki esasy uçaryň arasyndaky aralyk d_P. Bu usulda d bahasy_Pbelli hasaplanýar ýa-da gymmaty az we äsgermezlik edilip bilner. Obýekt we kabul ediji ekran çep we sag uçlarda ýerleşdirilýär we olaryň arasyndaky aralyk L görnüşinde ýazylýar, bu ýerde L synag edilýän ulgamyň fokus uzynlygyndan 4 esse köp bolmaly. Synag astyndaky ulgam, degişlilikde 1-nji we 2-nji pozisiýa hökmünde iki pozisiýada ýerleşdirilip bilner. Çep tarapdaky obýekt kabul ediş ekranynda aýdyň şekillendirilip bilner. Bu iki ýeriň arasyndaky aralygy (D hökmünde görkezilýär) ölçäp bolýar. Baglanyşyk gatnaşyklaryna görä, alyp bileris:

Bu iki pozisiýada obýekt aralyklary degişlilikde s1 we s2 hökmünde ýazylýar, soňra s2 - s1 = D. Formula çykarmak arkaly optiki ulgamyň fokus uzynlygyny aşakdaky ýaly alyp bileris:

2.3L.ensometr
Lensometr uzyn fokus uzynlygy optiki ulgamlary barlamak üçin örän amatlydyr. Onuň shematiki şekili aşakdaky ýaly:

Ilki bilen synag astyndaky obýektiw optiki ýolda goýulmaýar. Çep tarapdaky synlanan nyşan, ýygnanýan linzadan geçýär we paralel ýagtylyga öwrülýär. Paralel ýagtylyk f fokal uzynlygy bilen birleşdiriji linza bilen birleşdirilýär₂we salgylanma tekizliginde aýdyň şekil emele getirýär. Optiki ýol kalibrlenenden soň, synag astyndaky obýektiw optiki ýolda ýerleşdirilýär we synag astyndaky obýektiw bilen birleşdiriji linzanyň arasyndaky aralyk f₂. Netijede, synag astyndaky obýektiwiň hereketi sebäpli ýagtylyk şöhlesi gaýtadan işlener we şekil tekizliginiň ýagdaýynyň üýtgemegine sebäp bolar, netijede diagrammadaky täze şekil tekizliginiň ýagdaýynda aýdyň şekil bolar. Täze şekil tekizligi bilen birleşdiriji linzanyň arasyndaky aralyk x hökmünde görkezilýär. Obýekt-şekil gatnaşyklaryna esaslanyp, synag astyndaky obýektiwiň fokus uzynlygyny aşakdaky ýaly edip bolar:

Iş ýüzünde, linzaometr tomaşa linzalarynyň ýokarky fokus ölçeginde giňden ulanyldy we ýönekeý işlemegiň we ygtybarly takyklygyň artykmaçlyklaryna eýe.

2.4 AbbeRefraktometr

Abbe refraktometri optiki ulgamlaryň fokus uzynlygyny barlamak üçin başga bir usuldyr. Onuň shematiki şekili aşakdaky ýaly:

Synag astynda obýektiwiň obýektiniň üstünde dürli belentlikdäki iki hökümdary ýerleşdiriň, ýagny 1-nji şkala we şkala 2. Degişli şkaflaryň beýikligi y1 we y2. Iki şkafyň arasyndaky aralyk e, hökümdaryň ýokarky çyzygy bilen optiki okuň arasyndaky burç u. Giňeldilen f fokus uzynlygy bilen synag edilen linzalar bilen şekillendirilýär. Suratyň üstünde mikroskop oturdyldy. Mikroskopyň ýerini üýtgetmek bilen, iki sany şkafyň ýokarky şekilleri tapylýar. Bu wagt mikroskop bilen optiki okuň arasyndaky aralyk y hökmünde görkezilýär. Obýekt-şekil gatnaşyklaryna görä, fokus uzynlygyny as hökmünde alyp bileris

2.5 Moire deflektometriUsul
“Moiré deflektometriýa” usuly paralel ýagtylyk şöhlelerinde Ronçi kararlarynyň iki toplumyny ulanar. Ronçiniň karary, optiki ulgamlaryň işleýşini barlamak üçin köplenç aýna substratda goýlan metal hrom filminiň gözenege meňzeş nagşy. Bu usul, optiki ulgamyň fokus uzynlygyny barlamak üçin iki panjaradan emele gelen Moire gyralarynyň üýtgemeginden peýdalanýar. Principleörelgäniň shematiki diagrammasy aşakdaky ýaly ：

Aboveokardaky suratda synlanan obýekt, kollimatoryň üstünden geçensoň, paralel şöhle bolýar. Optiki ýolda, ilki barlanylan linzany goşmazdan, paralel şöhle θ süýşme burçy we d aralygy bilen iki sany panjaradan geçýär we şekil tekizliginde Moire çyzyklaryny düzýär. Soňra barlanan linzalar optiki ýolda ýerleşdirilýär. Asyl ýygnanan ýagtylyk, obýektiwiň döwülmeginden soň belli bir fokus uzynlygyny döreder. Lightagty şöhläniň egrilik radiusyny aşakdaky formuladan alyp bilersiňiz ：

Adatça synag astyndaky obýektiw birinji örtüge gaty ýakyn ýerleşdirilýär, şonuň üçin ýokardaky formuladaky R bahasy obýektiwiň fokus uzynlygyna laýyk gelýär. Bu usulyň artykmaçlygy, polo positiveitel we otrisatel fokus uzynlyk ulgamlarynyň fokus uzynlygyny synap bilmekidir.

2.6 OptikiFiberAutokollimasiýaMetod
Obýektiwiň fokus uzynlygyny barlamak üçin optiki süýümli awtokollimasiýa usulyny ulanmak prinsipi aşakdaky suratda görkezilýär. Synag obýektiwinden, soňra bolsa uçar aýnasyna geçýän dürli şöhle çykarmak üçin süýüm optikasyny ulanýar. Suratdaky üç optiki ýol, fokusyň içinde, fokusyň içinde we daşynda optiki süýümiň şertlerini görkezýär. Synagyň aşagyndaky obýektiwiň ýagdaýyny yza we yza süýşürip, süýüm kellesiniň fokusda ýerleşişini tapyp bilersiňiz. Bu wagt şöhle öz-özüni ýygnaýar we uçar aýnasy bilen şöhlelenenden soň energiýanyň köp bölegi süýüm kellesiniň ýagdaýyna gaýdyp geler. Usul prinsipde ýönekeý we durmuşa geçirmek aňsat.

3. Netije

Fokal uzynlyk optiki ulgamyň möhüm parametridir. Bu makalada optiki ulgamyň fokus uzynlygy düşünjesini we synag usullary barada jikme-jik durup geçýäris. Sxematiki diagramma bilen utgaşyp, fokus uzynlygynyň kesgitlemesini, şol sanda şekiliň fokus uzynlygy, obýektiň fokus uzynlygy we öň-arka fokus uzynlygy düşünjelerini düşündirýäris. Iş ýüzünde optiki ulgamyň fokus uzynlygyny barlamak üçin köp usul bar. Bu makalada kollimator usulynyň synag ýörelgeleri, Gauss usuly, fokus uzynlygyny ölçemek usuly, Abbe fokus uzynlygyny ölçemek usuly, Moire deflýasiýa usuly we optiki süýüm awtokollimasiýa usuly bilen tanyşdyrylýar. Bu makalany okamak bilen, optiki ulgamlarda fokus uzynlygy parametrlerine has gowy düşünersiňiz diýip ynanýaryn.