ოპტიკური სისტემების ფოკალური სიგრძე და ტესტირების მეთოდები

1. ოპტიკური სისტემების ფოკალური სიგრძე

ფოკალური სიგრძე ოპტიკური სისტემის ძალიან მნიშვნელოვანი მაჩვენებელია, ფოკალური სიგრძის კონცეფციისთვის, ჩვენ მეტ -ნაკლებად გვაქვს გაგება, ჩვენ აქ განვიხილავთ.
ოპტიკური სისტემის ფოკალური სიგრძე, რომელიც განისაზღვრება, როგორც ოპტიკური სისტემის ოპტიკური ცენტრიდან დაშორება სხივის ფოკუსამდე, როდესაც პარალელური სინათლის ინციდენტია, არის ოპტიკურ სისტემაში შუქის კონცენტრაციის ან განსხვავების ზომა. ჩვენ ვიყენებთ შემდეგ დიაგრამას ამ კონცეფციის საილუსტრაციოდ.

ზემოთ მოცემულ ფიგურაში, პარალელური სხივის ინციდენტი მარცხენა ბოლოდან, ოპტიკური სისტემის გავლით, მას შემდეგ, რაც შეესაბამება გამოსახულების ფოკუსს f ', კონვერგენციის სხივის საპირისპირო გაფართოების ხაზი კვეთს ინციდენტის პარალელური სხივის შესაბამის გაფართოებულ ხაზს წერტილზე, ხოლო ზედაპირი, რომელიც გადის ამ წერტილს, რომელსაც ეწოდება pointiciest plane Spinects. მთავარი წერტილი (ან ოპტიკური ცენტრის წერტილი), მანძილი მთავარ წერტილსა და გამოსახულების ფოკუსს შორის, ეს არის ის, რასაც ჩვეულებრივ ვუწოდებთ ფოკალურ სიგრძეს, სრული სახელია გამოსახულების ეფექტური ფოკალური სიგრძე.
ფიგურიდან ასევე ჩანს, რომ ოპტიკური სისტემის ბოლო ზედაპირიდან დაშორებას გამოსახულების ფოკუსური წერტილამდე ეწოდება უკანა ფოკალური სიგრძე (BFL). შესაბამისად, თუ პარალელური სხივი არის მარჯვენა მხრიდან ინციდენტი, ასევე არსებობს ეფექტური ფოკალური სიგრძისა და წინა ფოკალური სიგრძის (FFL) ცნებები.

2. ფოკალური სიგრძის ტესტირების მეთოდები

პრაქტიკაში, არსებობს მრავალი მეთოდი, რომელთა გამოყენება შესაძლებელია ოპტიკური სისტემების ფოკალური სიგრძის შესამოწმებლად. სხვადასხვა პრინციპების საფუძველზე, ფოკალური სიგრძის ტესტირების მეთოდები შეიძლება დაიყოს სამ კატეგორიად. პირველი კატეგორია ემყარება გამოსახულების თვითმფრინავის პოზიციას, მეორე კატეგორიაში იყენებს ურთიერთკავშირს გამადიდებლობასა და ფოკალურ სიგრძეს შორის, ფოკალური სიგრძის მნიშვნელობის მისაღებად, ხოლო მესამე კატეგორიაში იყენებს კონვერგენციური მსუბუქი სხივის ტალღის ნაპირს, რათა მიიღოთ ფოკალური სიგრძის მნიშვნელობა.
ამ განყოფილებაში ჩვენ წარმოგიდგენთ საყოველთაოდ გამოყენებულ მეთოდებს ოპტიკური სისტემების ფოკალური სიგრძის შესამოწმებლად: ：

2.1Cოლიმატორის მეთოდი

კოლიმატორის გამოყენების პრინციპი ოპტიკური სისტემის ფოკალური სიგრძის შესამოწმებლად, როგორც ეს მოცემულია ქვემოთ მოცემულ დიაგრამაში:

ფიგურაში, ტესტის ნიმუში მოთავსებულია კოლიმატორის ყურადღების ცენტრში. ტესტის ნიმუშის სიმაღლე და ფოკალური სიგრძე f_c”ცნობილია კოლიმატორისგან. მას შემდეგ, რაც კოლიმატორის მიერ გამოსხივებული პარალელური სხივი ხდება ტესტირებული ოპტიკური სისტემის მიერ და გამოსახულების სიბრტყეზე გამოსახული, ოპტიკური სისტემის ფოკალური სიგრძე შეიძლება გამოითვალოს გამოსახულების თვითმფრინავზე ტესტის ნიმუშის სიმაღლის საფუძველზე. გამოცდილი ოპტიკური სისტემის ფოკალური სიგრძე შეუძლია გამოიყენოს შემდეგი ფორმულა:

2.2 გაუსიანიMეთოდი
გაუსური მეთოდის სქემატური ფიგურა ოპტიკური სისტემის ფოკალური სიგრძის შესამოწმებლად ნაჩვენებია ქვემოთ:

ფიგურაში, ტესტის ქვეშ მყოფი ოპტიკური სისტემის წინა და უკანა ძირითადი თვითმფრინავები წარმოდგენილია როგორც P და P ', ხოლო ორ მთავარ თვითმფრინავს შორის მანძილი არის D_P. ამ მეთოდით, D- ის მნიშვნელობა_Pითვლება ცნობილი, ან მისი ღირებულება მცირეა და მათი უგულებელყოფა შეიძლება. ობიექტი და მიმღები ეკრანი მოთავსებულია მარცხენა და მარჯვენა ბოლოებში, ხოლო მათ შორის მანძილი აღირიცხება როგორც L, სადაც L უნდა იყოს 4 -ჯერ მეტი, ვიდრე ტესტის ქვეშ მყოფი სისტემის ფოკალური სიგრძე. ტესტის ქვეშ მყოფი სისტემა შეიძლება განთავსდეს ორ პოზიციაზე, აღინიშნება როგორც პოზიცია 1 და პოზიცია 2, შესაბამისად. მარცხენა მხარეს ობიექტი ნათლად შეიძლება იყოს გამოსახული მიმღების ეკრანზე. ამ ორ ადგილს შორის მანძილი (აღინიშნება როგორც D). კონიუგატური ურთიერთობის თანახმად, შეგვიძლია მივიღოთ:

ამ ორ პოზიციაზე, ობიექტის დისტანციები აღირიცხება, როგორც S1 და S2, შემდეგ S2 - S1 = D. ფორმულის წარმოშობის გზით, ჩვენ შეგვიძლია მივიღოთ ოპტიკური სისტემის ფოკალური სიგრძე, როგორც ქვემოთ:

2.3ლენსომეტრი
ლენსომეტრი ძალიან შესაფერისია გრძელი ფოკალური სიგრძის ოპტიკური სისტემების შესამოწმებლად. მისი სქემატური ფიგურა შემდეგია:

პირველი, ტესტის ქვეშ მყოფი ობიექტივი არ არის განთავსებული ოპტიკურ გზაზე. მარცხენა მხარეს დაფიქსირებული სამიზნე გადის კოლიმაციური ლინზების მეშვეობით და ხდება პარალელური შუქი. პარალელური შუქი თანხვედრა ხდება კონვერტირებული ლინზებით, რომელსაც აქვს ფოკალური სიგრძე F₂და ქმნის მკაფიო სურათს საცნობარო სურათის სიბრტყეში. ოპტიკური ბილიკის დაკალიბრების შემდეგ, ტესტის ქვეშ მყოფი ობიექტივი მოთავსებულია ოპტიკურ გზაზე, ხოლო ტესტის ქვეშ მყოფი ობიექტივსა და კონვერტურ ლინზებს შორის მანძილი არის F₂. შედეგად, ტესტის ქვეშ მყოფი ლინზების მოქმედების გამო, სინათლის სხივი გადაკეთდება, რაც გამოიწვევს გამოსახულების თვითმფრინავის პოზიციის შეცვლას, რის შედეგადაც დიაგრამაში ახალი გამოსახულების თვითმფრინავის პოზიციაზე მკაფიო გამოსახულება მიიღება. მანძილი ახალ გამოსახულების თვითმფრინავსა და კონვერტირებულ ლინზებს შორის აღინიშნება როგორც x. ობიექტის გამოსახულების ურთიერთობის საფუძველზე, ტესტის ქვეშ მყოფი ლინზების ფოკალური სიგრძე შეიძლება დადგინდეს:

პრაქტიკაში, ლენსომეტრი ფართოდ იქნა გამოყენებული სპექტაკლის ლინზების ზედა ფოკალურ გაზომვაში და აქვს მარტივი ოპერაციისა და საიმედო სიზუსტის უპირატესობა.

2.4 აბეRეფრაქომეტრი

ABBE რეფრაქტომეტრი კიდევ ერთი მეთოდია ოპტიკური სისტემების ფოკალური სიგრძის შესამოწმებლად. მისი სქემატური ფიგურა შემდეგია:

მოათავსეთ ორი მმართველი, რომელთაც აქვთ სხვადასხვა სიმაღლე, ობიექტივის ობიექტის ზედაპირის მხარეს ტესტის ქვეშ, კერძოდ, სკალპლატი 1 და სკალპლატი 2. შესაბამისი სკალპლატების სიმაღლეა Y1 და Y2. მანძილი ორ სკალპლეტს შორის არის E, ხოლო მმართველის ზედა ხაზსა და ოპტიკურ ღერძს შორის კუთხე არის u. სკალპლირებული გამოსახულია ტესტირებული ობიექტივი F- ის ფოკალური სიგრძით. მიკროსკოპი დამონტაჟებულია გამოსახულების ზედაპირის ბოლოს. მიკროსკოპის პოზიციის გადაადგილებით, ორი სკალპლატის ზედა გამოსახულებები გვხვდება. ამ დროს, მიკროსკოპსა და ოპტიკურ ღერძს შორის მანძილი აღინიშნება როგორც y. ობიექტის გამოსახულების ურთიერთობის თანახმად, ჩვენ შეგვიძლია მივიღოთ ფოკალური სიგრძე ：

2.5 Moire deflectometryმეთოდი
Moiré deflectometry მეთოდი გამოიყენებს რონჩის განჩინების ორ კომპლექტს პარალელური შუქის სხივებში. რონჩის მმართველობა არის ლითონის ქრომის ფილმის ქსელის მსგავსი ნიმუში, რომელიც დეპონირებულია მინის სუბსტრატზე, რომელიც ჩვეულებრივ გამოიყენება ოპტიკური სისტემების შესრულების შესამოწმებლად. მეთოდი იყენებს ორი გრატით ჩამოყალიბებულ Moiré- ს ფრაგმენტების ცვლილებას ოპტიკური სისტემის ფოკალური სიგრძის შესამოწმებლად. პრინციპის სქემატური დიაგრამა ასეთია

ზემოთ მოცემულ ფიგურაში, დაკვირვებული ობიექტი, კოლიმატორში გავლის შემდეგ, ხდება პარალელური სხივი. ოპტიკურ გზაზე, პირველ რიგში, ტესტირებული ლინზების დამატების გარეშე, პარალელური სხივი გადის ორ ღვეზელს, θ გადაადგილების კუთხით და D- ის გრეხილი დაშორებით, ქმნის სურათის თვითმფრინავზე Moiré- ს ფრაგმენტებს. შემდეგ, ტესტირებული ობიექტივი მოთავსებულია ოპტიკურ გზაზე. ორიგინალური კოლიმირებული შუქი, ობიექტივის მიერ რეფრაქციის შემდეგ, წარმოქმნის გარკვეულ ფოკუსურ სიგრძეს. სინათლის სხივის მრუდიანი რადიუსი შეგიძლიათ მიიღოთ შემდეგი ფორმულიდან

ჩვეულებრივ, ტესტის ქვეშ მოქცეული ობიექტივი მოთავსებულია ძალიან ახლოს პირველ გრაციასთან, ამიტომ ზემოთ მოცემულ ფორმულაში R მნიშვნელობა შეესაბამება ლინზების ფოკალურ სიგრძეს. ამ მეთოდის უპირატესობა ის არის, რომ მას შეუძლია შეამოწმოს პოზიტიური და უარყოფითი ფოკუსური სიგრძის სისტემების ფოკალური სიგრძე.

2.6 ოპტიკურიFიბერიAუტოკოლიმაციაMეთოდი
ოპტიკური ბოჭკოვანი ავტოკოლიმაციის მეთოდის გამოყენების პრინციპი ლინზების ფოკალური სიგრძის შესამოწმებლად ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში. იგი იყენებს ბოჭკოვან ოპტიკას განსხვავებული სხივის გამოსხივების მიზნით, რომელიც გადის ლინზების შემოწმებას და შემდეგ თვითმფრინავის სარკეში. ფიგურაში სამი ოპტიკური გზა წარმოადგენს ოპტიკური ბოჭკოს პირობებს ფოკუსში, ფოკუსში და ფოკუსში, შესაბამისად. ლინზების პოზიციის გადაადგილებით ტესტის ქვეშ და უკან, შეგიძლიათ იპოვოთ ბოჭკოვანი ხელმძღვანელის პოზიცია ფოკუსში. ამ დროს, სხივი თვითკოლიმირებულია, ხოლო თვითმფრინავის სარკის მიერ ასახვის შემდეგ, ენერგიის უმეტესი ნაწილი დაბრუნდება ბოჭკოვანი ხელმძღვანელის პოზიციაზე. მეთოდი მარტივია პრინციპში და მარტივი განხორციელება.

3.კონკრეტული

ფოკალური სიგრძე ოპტიკური სისტემის მნიშვნელოვანი პარამეტრია. ამ სტატიაში ჩვენ დეტალურად აღწერს ოპტიკური სისტემის ფოკალური სიგრძისა და მისი ტესტირების მეთოდების კონცეფციას. სქემატურ დიაგრამასთან ერთად, ჩვენ განვმარტავთ ფოკუსური სიგრძის განმარტებას, მათ შორის გამოსახულების მხრიდან ფოკუსური სიგრძის, ობიექტის მხარის სიგრძის და წინა-უკანა ფოკუსური სიგრძის ცნებებს. პრაქტიკაში, არსებობს მრავალი მეთოდი ოპტიკური სისტემის ფოკალური სიგრძის შესამოწმებლად. ამ სტატიაში მოცემულია კოლიმატორის მეთოდის ტესტირების პრინციპები, გაუსური მეთოდი, ფოკალური სიგრძის გაზომვის მეთოდი, ABBE ფოკალური სიგრძის გაზომვის მეთოდი, Moiré გადახრის მეთოდი და ოპტიკური ბოჭკოვანი ავტოკოლიმაციის მეთოდი. მე მჯერა, რომ ამ სტატიის წაკითხვით, თქვენ უკეთესად გაითვალისწინებთ ფოკალური სიგრძის პარამეტრებს ოპტიკურ სისტემებში.