1. Φορκωτικό μήκος οπτικών συστημάτων
Το εστιακό μήκος είναι ένας πολύ σημαντικός δείκτης του οπτικού συστήματος, για την έννοια του εστιακού μήκους, έχουμε περισσότερο ή λιγότερο την κατανόηση, εξετάζουμε εδώ.
Το εστιακό μήκος ενός οπτικού συστήματος, που ορίζεται ως η απόσταση από το οπτικό κέντρο του οπτικού συστήματος στο επίκεντρο της δέσμης όταν το παράλληλο περιστατικό φωτός είναι ένα μέτρο της συγκέντρωσης ή της απόκλισης του φωτός σε ένα οπτικό σύστημα. Χρησιμοποιούμε το ακόλουθο διάγραμμα για να απεικονίσουμε αυτήν την έννοια.
Στο παραπάνω σχήμα, το περιστατικό παράλληλης δέσμης από το αριστερό άκρο, αφού διέρχεται από το οπτικό σύστημα, συγκλίνει στην εικόνα F 'F', η γραμμή αντίστροφης επέκτασης του κύριου ακτίνα διασταυρώνεται με την αντίστοιχη γραμμή επέκτασης του προσπίπτουσα παράλληλη ακτίνα σε ένα σημείο και η επιφάνεια που περνάει αυτό το σημείο και είναι κάθετο στον οπτικό άξονα. ονομάζεται το κύριο σημείο (ή το οπτικό κεντρικό σημείο), η απόσταση μεταξύ του κύριου σημείου και της εστίασης της εικόνας, είναι αυτό που συνήθως ονομάζουμε εστιακό μήκος, το πλήρες όνομα είναι το αποτελεσματικό εστιακό μήκος της εικόνας.
Μπορεί επίσης να φανεί από το σχήμα ότι η απόσταση από την τελευταία επιφάνεια του οπτικού συστήματος στο σημείο εστίασης F 'της εικόνας ονομάζεται πίσω εστιακό μήκος (BFL). Αντίστοιχα, εάν η παράλληλη δέσμη είναι περιστατικό από τη δεξιά πλευρά, υπάρχουν επίσης έννοιες αποτελεσματικού εστιακού μήκους και μπροστινού εστιακού μήκους (FFL).
2. Μέθοδοι δοκιμής εστιακού μήκους
Στην πράξη, υπάρχουν πολλές μέθοδοι που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δοκιμή του εστιακού μήκους των οπτικών συστημάτων. Με βάση τις διαφορετικές αρχές, οι μέθοδοι δοκιμών εστιακού μήκους μπορούν να χωριστούν σε τρεις κατηγορίες. Η πρώτη κατηγορία βασίζεται στη θέση του επιπέδου εικόνας, η δεύτερη κατηγορία χρησιμοποιεί τη σχέση μεταξύ μεγέθυνσης και εστιακού μήκους για να αποκτήσει την τιμή εστιακού μήκους και η τρίτη κατηγορία χρησιμοποιεί την καμπυλότητα κύματος της συγκλίνουσας δέσμης φωτός για να αποκτήσει την τιμή εστιακού μήκους.
Σε αυτή την ενότητα, θα εισαγάγουμε τις κοινώς χρησιμοποιούμενες μεθόδους για τη δοκιμή του εστιακού μήκους των οπτικών συστημάτων ::
2.1Cμέθοδος ollimator
Η αρχή της χρήσης ενός συσσωρευτή για τη δοκιμή του εστιακού μήκους ενός οπτικού συστήματος είναι όπως φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα:
Στο σχήμα, το μοτίβο δοκιμής τοποθετείται στο επίκεντρο του συγκροτήματος. Το ύψος y του μοτίβου δοκιμής και το εστιακό μήκος fc«Από τον Συγχρόναμα είναι γνωστά. Αφού η παράλληλη δέσμη που εκπέμπεται από τον συγκρότημα συγκλίνει από το δοκιμασμένο οπτικό σύστημα και απεικονίζεται στο επίπεδο της εικόνας, το εστιακό μήκος του οπτικού συστήματος μπορεί να υπολογιστεί με βάση το ύψος του μοτίβου δοκιμής στο επίπεδο της εικόνας. Το εστιακό μήκος του δοκιμασμένου οπτικού συστήματος μπορεί να χρησιμοποιήσει τον ακόλουθο τύπο:
2.2 GaussianMήθος
Η σχηματική μορφή της Gaussian μεθόδου για τη δοκιμή του εστιακού μήκους ενός οπτικού συστήματος φαίνεται ως παρακάτω:
Στο σχήμα, τα εμπρόσθια και τα πίσω κύρια επίπεδα του υπό δοκιμή οπτικού συστήματος αντιπροσωπεύονται ως P και P 'αντίστοιχα και η απόσταση μεταξύ των δύο κύριων επιπέδων είναι Δ είναιP. Σε αυτή τη μέθοδο, η τιμή του DPθεωρείται ότι είναι γνωστή ή η αξία του είναι μικρή και μπορεί να αγνοηθεί. Ένα αντικείμενο και μια οθόνη λήψης τοποθετούνται στα αριστερά και δεξιά άκρα και η απόσταση μεταξύ τους καταγράφεται ως L, όπου το L πρέπει να είναι μεγαλύτερο από 4 φορές το εστιακό μήκος του υπό δοκιμή του συστήματος. Το υπό δοκιμή του συστήματος μπορεί να τοποθετηθεί σε δύο θέσεις, που υποδηλώνεται ως θέση 1 και θέση 2 αντίστοιχα. Το αντικείμενο στα αριστερά μπορεί να απεικονιστεί σαφώς στην οθόνη λήψης. Η απόσταση μεταξύ αυτών των δύο θέσεων (που υποδηλώνεται ως δ) μπορεί να μετρηθεί. Σύμφωνα με τη σχέση συζυγούς, μπορούμε να πάρουμε:
Σε αυτές τις δύο θέσεις, οι αποστάσεις αντικειμένων καταγράφονται ως S1 και S2 αντίστοιχα, στη συνέχεια S2 - S1 = Δ. Μέσω της παραγωγής τύπου, μπορούμε να πάρουμε το εστιακό μήκος του οπτικού συστήματος όπως παρακάτω:
2.3μεγάλοενδοερόμετρο
Το φακό είναι πολύ κατάλληλο για τη δοκιμή οπτικών συστημάτων μεγάλου εστιακού μήκους. Η σχηματική του μορφή έχει ως εξής:
Πρώτον, ο υπό δοκιμή του φακού δεν τοποθετείται στην οπτική διαδρομή. Ο παρατηρούμενος στόχος στα αριστερά περνά μέσα από το φακό των συνωστών και γίνεται παράλληλο φως. Το παράλληλο φως συγκλίνει με ένα συγκλίνον φακό με εστιακό μήκος F2και σχηματίζει μια σαφή εικόνα στο επίπεδο αναφοράς της εικόνας. Αφού βαθμονομηθεί η οπτική διαδρομή, ο υπό δοκιμή του φακού τοποθετείται στην οπτική διαδρομή και η απόσταση μεταξύ του υπό δοκιμή του φακού και του συγκλίνον φακού είναι F είναι F2. Ως αποτέλεσμα, λόγω της δράσης του υπό δοκιμή του φακού, η δέσμη φωτός θα επαναπροσανατολιστεί, προκαλώντας μετατόπιση στη θέση του επιπέδου εικόνας, με αποτέλεσμα μια σαφή εικόνα στη θέση του νέου επιπέδου εικόνας στο διάγραμμα. Η απόσταση μεταξύ του νέου επιπέδου εικόνας και του συγκλίνοντος φακού υποδηλώνεται ως x. Με βάση τη σχέση αντικειμένων-εικόνας, το εστιακό μήκος του υπό δοκιμή του φακού μπορεί να συναχθεί ως:
Στην πράξη, το φακό έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στην κορυφαία εστιακή μέτρηση των φακών των θεαμάτων και έχει τα πλεονεκτήματα της απλής λειτουργίας και της αξιόπιστης ακρίβειας.
2.4 AbbeRδακτυλόμετρο
Το διαθλασίμετρο Abbe είναι μια άλλη μέθοδος για τη δοκιμή του εστιακού μήκους των οπτικών συστημάτων. Η σχηματική του μορφή έχει ως εξής:
Τοποθετήστε δύο ηγεμόνες με διαφορετικά ύψη στην πλευρά της επιφάνειας του αντικειμένου του φακού υπό δοκιμή, δηλαδή την κλίμακα 1 και την κλίμακα 2. Το ύψος των αντίστοιχων κλιμακωτών πλατφόρμας είναι Y1 και Y2. Η απόσταση μεταξύ των δύο πλαισίων κλίμακας είναι e και η γωνία μεταξύ της κορυφαίης γραμμής του κυβερνήτη και του οπτικού άξονα είναι u. Το κλιμακωτό πλαίσιο απεικονίζεται από τον δοκιμασμένο φακό με εστιακό μήκος f. Ένα μικροσκόπιο εγκαθίσταται στο άκρο της επιφάνειας της εικόνας. Με τη μετακίνηση της θέσης του μικροσκοπίου, εντοπίζονται οι κορυφαίες εικόνες των δύο πλαισίων κλίμακας. Αυτή τη στιγμή, η απόσταση μεταξύ του μικροσκοπίου και του οπτικού άξονα υποδηλώνεται ως y. Σύμφωνα με τη σχέση αντικειμενικής εικόνας, μπορούμε να πάρουμε το εστιακό μήκος ως:
2,5 εκροκομετρία MoireΜέθοδος
Η μέθοδος εκτροπής Moiré θα χρησιμοποιήσει δύο σετ αποφάσεων Ronchi σε παράλληλες δοκούς φωτός. Η απόφαση Ronchi είναι ένα πλέγμα που μοιάζει με πλέγμα μεμβράνης μεταλλικού χρωμίου που εναποτίθεται σε ένα γυάλινο υπόστρωμα, που χρησιμοποιείται συνήθως για τη δοκιμή της απόδοσης των οπτικών συστημάτων. Η μέθοδος χρησιμοποιεί τη μεταβολή των κροσσών moiré που σχηματίζονται από τις δύο σχάρες για να δοκιμάσουν το εστιακό μήκος του οπτικού συστήματος. Το σχηματικό διάγραμμα της αρχής έχει ως εξής:
Στο παραπάνω σχήμα, το παρατηρούμενο αντικείμενο, αφού διέρχεται από το συγκρότημα, γίνεται παράλληλη δέσμη. Στην οπτική διαδρομή, χωρίς να προσθέσετε πρώτα τον δοκιμασμένο φακό, η παράλληλη δέσμη περνάει μέσα από δύο σχάρες με γωνία μετατόπισης του θ και μια απόσταση σχάρας του D, σχηματίζοντας ένα σύνολο φραγκοστάφυλων moiré στο επίπεδο εικόνας. Στη συνέχεια, ο δοκιμασμένος φακός τοποθετείται στην οπτική διαδρομή. Το πρωτότυπο φως που περιπλανιέται, μετά από διάθλαση από το φακό, θα παράγει ένα ορισμένο εστιακό μήκος. Η ακτίνα καμπυλότητας της δέσμης φωτός μπορεί να ληφθεί από τον ακόλουθο τύπο:
Συνήθως ο υπό δοκιμή του φακού τοποθετείται πολύ κοντά στο πρώτο πλέγμα, οπότε η τιμή R στον παραπάνω τύπο αντιστοιχεί στο εστιακό μήκος του φακού. Το πλεονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι ότι μπορεί να δοκιμάσει το εστιακό μήκος των θετικών και αρνητικών συστημάτων εστιακού μήκους.
2.6 ΟπτικόFberAουραλικοποίησηMήθος
Η αρχή της χρήσης της μεθόδου αυτόματης αυτοκόλλησης οπτικών ινών για τη δοκιμή του εστιακού μήκους του φακού φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Χρησιμοποιεί οπτικά οπτικών ινών για να εκπέμπει μια αποκλίνουσα δέσμη που διέρχεται από το φακό που δοκιμάζεται και στη συνέχεια σε έναν επίπεδο καθρέφτη. Οι τρεις οπτικές διαδρομές στο σχήμα αντιπροσωπεύουν τις συνθήκες της οπτικής ίνας μέσα στην εστίαση, μέσα στην εστίαση και εκτός της εστίασης αντίστοιχα. Με τη μετακίνηση της θέσης του φακού υπό δοκιμή εμπρός και πίσω, μπορείτε να βρείτε τη θέση της κεφαλής ινών στο επίκεντρο. Αυτή τη στιγμή, η δέσμη είναι αυτο-κολλημένη, και μετά από αντανάκλαση από τον καθρέφτη του αεροπλάνου, το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας θα επιστρέψει στη θέση του κεφαλιού ινών. Η μέθοδος είναι απλή κατ 'αρχήν και εύκολο να εφαρμοστεί.
3. Συγκέντρωση
Το εστιακό μήκος είναι μια σημαντική παράμετρος ενός οπτικού συστήματος. Σε αυτό το άρθρο, περιγράφουμε λεπτομερώς την έννοια του εστιακού μήκους του οπτικού συστήματος και των μεθόδων δοκιμών του. Σε συνδυασμό με το σχηματικό διάγραμμα, εξηγούμε τον ορισμό του εστιακού μήκους, συμπεριλαμβανομένων των εννοιών του εστιακού μήκους της από πλευράς εικόνας, του εστιακού μήκους αντικειμένου και του εστιακού μήκους προς τα εμπρός. Στην πράξη, υπάρχουν πολλές μέθοδοι για τη δοκιμή του εστιακού μήκους ενός οπτικού συστήματος. Αυτό το άρθρο εισάγει τις αρχές δοκιμών της μεθόδου συγκόλλησης, τη μέθοδο Gaussian, τη μέθοδο μέτρησης εστιακού μήκους, τη μέθοδο μέτρησης του εστιακού μήκους Abbe, τη μέθοδο παραμόρφωσης Moiré και τη μέθοδο αυτοκαταστάσεως οπτικών ινών. Πιστεύω ότι με την ανάγνωση αυτού του άρθρου, θα έχετε καλύτερη κατανόηση των παραμέτρων εστιακού μήκους στα οπτικά συστήματα.
Χρόνος δημοσίευσης: Αυγ-09-2024
