Focal Length ntawm Optical Systems Txhais thiab Kev Ntsuas Kev Ntsuas

1.Focal Length ntawm Optical Systems

Focal length yog ib qho tseem ceeb heev qhia txog qhov system optical, rau lub tswv yim ntawm focal ntev, peb ntau dua los yog tsawg dua muaj kev nkag siab, peb tshuaj xyuas ntawm no.
Lub focal ntev ntawm lub tshuab kho qhov muag, txhais tau hais tias qhov kev ncua deb ntawm qhov chaw kho qhov muag ntawm qhov chaw kho qhov muag mus rau qhov pom ntawm lub teeb thaum lub teeb pom kev sib luag, yog ib qho kev ntsuas ntawm qhov concentration lossis divergence ntawm lub teeb nyob rau hauv ib qho optical system. Peb siv daim duab hauv qab no los qhia txog lub tswvyim no.

Nyob rau hauv daim duab saum toj no, qhov teeb meem ntawm kab sib npaug ntawm sab laug kawg, tom qab dhau los ntawm qhov kho qhov muag, converges rau cov duab tsom F', qhov rov qab txuas ntxiv ntawm cov kab hluav taws xob sib txuas sib txuas nrog cov kab txuas txuas ntxiv ntawm qhov xwm txheej sib npaug ntawm ib qho taw tes, thiab qhov chaw uas hla qhov taw tes no thiab yog perpendicular mus rau lub optical axis yog hu ua lub rov qab lub hauv paus dav hlau, lub rov qab lub ntsiab dav hlau intersects nrog lub optical axis ntawm taw tes P2, uas yog hu ua lub ntsiab point (los yog lub optical center point), qhov kev ncua deb ntawm lub ntsiab taw tes thiab cov duab tsom, nws yog qhov peb feem ntau hu ua lub focal ntev, lub npe tag nrho yog qhov zoo focal ntev ntawm daim duab.
Nws tseem tuaj yeem pom los ntawm daim duab tias qhov kev ncua deb ntawm qhov kawg ntawm qhov chaw kho qhov muag mus rau qhov chaw focal F 'ntawm daim duab hu ua rov qab focal ntev (BFL). Raws li txoj cai, yog tias cov kab sib txuas yog qhov teeb meem los ntawm sab xis, kuj tseem muaj cov ntsiab lus ntawm kev ua tau zoo focal ntev thiab pem hauv ntej focal ntev (FFL).

2. Focal Length Test Methods

Hauv kev xyaum, muaj ntau txoj hauv kev uas tuaj yeem siv los kuaj qhov focal ntev ntawm cov tshuab kho qhov muag. Raws li cov hauv paus ntsiab lus sib txawv, txoj kev ntsuas qhov ntev focal ntev tuaj yeem muab faib ua peb pawg. Thawj qeb yog raws li txoj haujlwm ntawm daim duab dav hlau, qeb thib ob siv kev sib raug zoo ntawm kev nthuav dav thiab focal ntev kom tau txais tus nqi focal ntev, thiab qeb thib peb siv lub wavefront curvature ntawm converging lub teeb beam kom tau tus nqi focal ntev. .
Hauv seem no, peb yuav qhia txog cov kev siv feem ntau rau kev sim qhov focal ntev ntawm optical systems::

2.1CTxoj kev ollimator

Lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev siv lub collimator los ntsuas qhov ntev ntawm lub qhov muag pom tau zoo raws li qhia hauv daim duab hauv qab no:

Nyob rau hauv daim duab, tus qauv kuaj yog muab tso rau ntawm lub tsom xam ntawm lub collimator. Qhov siab y ntawm cov qauv xeem thiab qhov focal ntev f_c' ntawm collimator paub. Tom qab cov kab hluav taws xob sib luag emitted los ntawm lub collimator yog converged los ntawm kev sim kho qhov muag system thiab cov duab nyob rau hauv daim duab dav hlau, lub focal ntev ntawm lub optical system yuav xam raws li qhov siab y' ntawm qhov kev xeem qauv ntawm daim duab dav hlau. Lub focal ntev ntawm kev sim kho qhov muag tuaj yeem siv cov qauv hauv qab no:

2.2 NwsMethod
Lub schematic daim duab ntawm Gaussian txoj kev rau kev ntsuam xyuas lub focal ntev ntawm ib tug optical system yog qhia raws li nram no:

Hauv daim duab, lub dav hlau pem hauv ntej thiab sab nraub qaum ntawm lub tshuab kho qhov muag nyob rau hauv kev sim yog sawv cev raws li P thiab P' raws, thiab qhov kev ncua deb ntawm ob lub dav hlau tseem ceeb yog d_P. Nyob rau hauv txoj kev no, tus nqi ntawm d_Pyog suav tias yog paub, los yog nws tus nqi me me thiab tuaj yeem tsis quav ntsej. Ib qho khoom thiab lub vijtsam txais tau muab tso rau ntawm sab laug thiab sab xis, thiab qhov kev ncua deb ntawm lawv tau sau tseg li L, qhov L xav tau ntau dua 4 npaug ntawm qhov ntev ntawm lub kaw lus hauv kev sim. Lub kaw lus nyob rau hauv kev xeem tuaj yeem muab tso rau hauv ob txoj haujlwm, suav nrog txoj haujlwm 1 thiab txoj haujlwm 2 raws li. Cov khoom ntawm sab laug tuaj yeem pom meej meej ntawm lub vijtsam txais. Qhov kev ncua deb ntawm ob qhov chaw no (xws li D) tuaj yeem ntsuas tau. Raws li kev sib raug zoo conjugate, peb tuaj yeem tau txais:

Ntawm ob txoj haujlwm no, cov khoom nrug tau raug kaw raws li s1 thiab s2 raws li, tom qab ntawd s2 - s1 = D. Los ntawm cov qauv tsim tawm, peb tuaj yeem tau txais qhov ntev ntawm qhov kho qhov muag raws li hauv qab no:

2.3Lntsuas ntsuas
Lub Lensometer yog qhov tsim nyog rau kev ntsuas qhov ntev focal ntev optical systems. Nws schematic daim duab yog raws li nram no:

Ua ntej, lub lens nyob rau hauv kev sim tsis muab tso rau hauv txoj kev kho qhov muag. Lub hom phiaj pom ntawm sab laug hla dhau lub lens collimating thiab dhau los ua lub teeb sib luag. Lub teeb thaum uas tig mus yog converged los ntawm ib tug converging lens nrog ib tug focal ntev ntawm f₂thiab ua ib daim duab meej ntawm daim duab siv dav hlau. Tom qab txoj kev kho qhov muag tau calibrated, lub lens nyob rau hauv kev ntsuam xyuas yog muab tso rau hauv txoj kev kho qhov muag, thiab qhov kev ncua deb ntawm lub lens nyob rau hauv lub xeem thiab lub converging lens yog f₂. Yog li ntawd, vim qhov kev txiav txim ntawm lub lens nyob rau hauv kev sim, lub teeb beam yuav raug refocused, ua rau ib tug hloov nyob rau hauv txoj hauj lwm ntawm lub dav hlau duab, uas ua rau ib tug ntshiab duab ntawm txoj hauj lwm ntawm lub dav hlau duab tshiab nyob rau hauv daim duab. Qhov kev ncua deb ntawm lub dav hlau duab tshiab thiab lub lens converging yog denoted li x. Raws li kev sib raug zoo ntawm cov khoom-duab, qhov ntev focal ntev ntawm lub lens nyob rau hauv kev sim tuaj yeem raug suav hais tias yog:

Nyob rau hauv kev xyaum, lub lensometer tau dav siv nyob rau hauv lub sab saum toj focal ntsuas ntawm spectacle lo ntsiab muag, thiab muaj qhov zoo ntawm kev khiav hauj lwm yooj yim thiab txhim khu kev qha precision.

2.4 IbRefractometer

Lub Abbe refractometer yog lwm txoj hauv kev rau kev ntsuas qhov ntev ntawm lub tshuab kho qhov muag. Nws schematic daim duab yog raws li nram no:

Muab ob tug kav nrog qhov siab sib txawv ntawm cov khoom saum npoo ntawm lub lens nyob rau hauv kev sim, uas yog scaleplate 1 thiab scaleplate 2. Qhov sib thooj scaleplates 'qhov siab yog y1 thiab y2. Qhov kev ncua deb ntawm ob lub scaleplates yog e, thiab lub kaum sab xis ntawm tus kav kab saum toj kawg nkaus thiab cov axis kho qhov muag yog u. Lub scaleplated yog duab los ntawm lub lens kuaj nrog lub focal ntev ntawm f. Lub microscope yog ntsia rau ntawm daim duab saum npoo kawg. Los ntawm kev txav txoj hauj lwm ntawm lub tshuab tsom iav, pom cov duab saum toj kawg nkaus ntawm ob lub nplais phaj. Lub sijhawm no, qhov kev ncua deb ntawm lub tshuab tsom iav thiab lub qhov muag axis yog suav tias yog y. Raws li cov khoom-duab kev sib raug zoo, peb tuaj yeem tau txais qhov focal ntev li:

2.5 Moire DeflectometryTxoj kev
Txoj kev Moiré deflectometry yuav siv ob pawg ntawm Ronchi kev txiav txim hauv cov kab teeb sib luag. Ronchi kev txiav txim yog ib daim phiaj-zoo li tus qauv ntawm cov hlau chromium zaj duab xis tso rau ntawm lub iav substrate, feem ntau yog siv los ntsuas qhov ua tau zoo ntawm cov tshuab kho qhov muag. Txoj kev siv qhov kev hloov pauv hauv Moiré fringes tsim los ntawm ob lub gratings los ntsuas qhov ntev ntawm qhov muag pom. Lub schematic daim duab ntawm lub hauv paus ntsiab lus yog raws li nram no:

Nyob rau hauv daim duab saum toj no, cov khoom pom, tom qab dhau los ntawm lub collimator, dhau los ua ib qho kev sib luag. Nyob rau hauv txoj kev kho qhov muag, tsis tas yuav ntxiv lub lens kuaj ua ntej, cov kab sib txuas sib txuas dhau los ntawm ob lub gratings nrog lub kaum sab xis ntawm θ thiab grating qhov sib nrug ntawm d, tsim ib txheej ntawm Moiré fringes ntawm daim duab dav hlau. Tom qab ntawd, lub lens kuaj tau muab tso rau hauv txoj kev kho qhov muag. Tus thawj collimated lub teeb, tom qab refraction los ntawm lub lens, yuav tsim ib tug tej yam focal ntev. Qhov curvature vojvoog ntawm lub teeb beam tuaj yeem tau txais los ntawm cov qauv hauv qab no:

Feem ntau lub lens nyob rau hauv kev sim yog muab tso ze heev rau thawj grating, yog li tus nqi R nyob rau hauv cov mis saum toj no sib haum mus rau lub focal ntev ntawm lub lens. Qhov kom zoo dua ntawm txoj kev no yog tias nws tuaj yeem kuaj lub focal ntev ntawm qhov zoo thiab qhov tsis zoo focal length systems.

2.6 Kho qhov muagFibAutocollimationMethod
Lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev siv optical fiber autocollimation txoj kev los kuaj qhov focal ntev ntawm lub lens yog qhia hauv daim duab hauv qab no. Nws siv fiber ntau optics los tawm cov kab sib txawv uas dhau los ntawm lub lens raug kuaj thiab tom qab ntawd mus rau daim iav dav hlau. Peb txoj hauv kev kho qhov muag hauv daim duab sawv cev rau cov xwm txheej ntawm cov khoom siv kho qhov muag hauv qhov ua kom pom tseeb, hauv qhov ua kom pom tseeb, thiab sab nraud ua kom pom tseeb. Los ntawm kev txav txoj haujlwm ntawm lub lens nyob rau hauv kev sim rov qab thiab tawm mus, koj tuaj yeem pom txoj haujlwm ntawm lub taub hau fiber ntau ntawm qhov tsom. Nyob rau lub sijhawm no, lub nqaj yog tus kheej-collimated, thiab tom qab kev xav ntawm lub dav hlau daim iav, feem ntau ntawm lub zog yuav rov qab mus rau txoj haujlwm ntawm lub taub hau fiber ntau. Cov txheej txheem yog yooj yim nyob rau hauv txoj cai thiab yooj yim rau siv.

3. Cov lus xaus

Focal Length yog ib qho tseem ceeb parameter ntawm lub optical system. Hauv tsab xov xwm no, peb nthuav dav lub tswv yim ntawm optical system focal ntev thiab nws txoj kev sim. Ua ke nrog lub schematic daim duab, peb piav qhia lub ntsiab lus ntawm focal ntev, nrog rau cov ntsiab lus ntawm cov duab-sab focal ntev, khoom-sab focal ntev, thiab pem hauv ntej-rau-rov qab focal ntev. Hauv kev xyaum, muaj ntau txoj hauv kev rau kev ntsuas qhov ntev ntawm lub qhov muag pom. Tsab ntawv xov xwm no qhia txog cov qauv kev sim ntawm txoj kev sib tsoo, txoj kev Gaussian, txoj kev ntsuas qhov ntev focal ntev, Abbe focal length ntsuas txoj kev, Moiré deflection method, thiab optical fiber autocollimation method. Kuv ntseeg hais tias los ntawm kev nyeem cov kab lus no, koj yuav muaj kev nkag siab zoo dua ntawm focal length tsis nyob rau hauv optical systems.