1.Оптикалық жүйелердің фокустық арақашықтығы
Фокустық қашықтық оптикалық жүйенің өте маңызды көрсеткіші болып табылады, фокустық қашықтық ұғымы үшін бізде азды-көпті түсінік бар, біз мұнда қарастырамыз.
Оптикалық жүйенің фокустық арақашықтығы, оптикалық жүйенің оптикалық орталығынан сәуленің фокусына дейінгі қашықтық параллель жарық түскен кезде оптикалық жүйедегі жарық концентрациясының немесе дивергенциясының өлшемі болып табылады. Бұл тұжырымдаманы көрсету үшін келесі диаграмманы қолданамыз.
Жоғарыдағы суретте сол жақтан түскен параллель сәуле оптикалық жүйе арқылы өткеннен кейін кескін фокусына F' жиналады, жинақтаушы сәуленің кері ұзарту сызығы бір нүктеде түсетін параллель сәуленің сәйкес ұзарту сызығымен қиылысады. нүктесі, ал осы нүктеден өтетін және оптикалық оське перпендикуляр болатын бет артқы бас жазықтық деп аталады, артқы негізгі жазықтық оптикалық оспен Р2 нүктесінде қиылысады, ол негізгі нүкте (немесе оптикалық орталық нүкте) деп аталады. негізгі нүкте мен кескін фокусының арасындағы қашықтық, оны біз әдетте фокустық арақашықтық деп атаймыз, толық атауы - кескіннің тиімді фокустық аралығы.
Сондай-ақ суреттен оптикалық жүйенің соңғы бетінен кескіннің F' фокустық нүктесіне дейінгі қашықтықты артқы фокус аралығы (BFL) деп атайтынын көруге болады. Сәйкесінше, егер параллель сәуле оң жақтан түссе, тиімді фокустық қашықтық және алдыңғы фокустық қашықтық (FFL) ұғымдары да бар.
2. Фокус ұзындығын тексеру әдістері
Тәжірибеде оптикалық жүйелердің фокустық аралығын тексеруге болатын көптеген әдістер бар. Әртүрлі принциптерге сүйене отырып, фокустық қашықтықты тексеру әдістерін үш санатқа бөлуге болады. Бірінші санат кескін жазықтығының орнына негізделген, екінші санат фокустық қашықтық мәнін алу үшін ұлғайту мен фокус аралығы арасындағы қатынасты пайдаланады, ал үшінші санат фокустық қашықтық мәнін алу үшін жинақталған жарық сәулесінің толқындық бетінің қисаюын пайдаланады. .
Бұл бөлімде біз оптикалық жүйелердің фокустық аралығын сынау үшін жиі қолданылатын әдістермен таныстырамыз::
2.1Cоллиматор әдісі
Оптикалық жүйенің фокус аралығын тексеру үшін коллиматорды пайдалану принципі төмендегі диаграммада көрсетілген:
Суретте сынақ үлгісі коллиматордың фокусына орналастырылған. Сынақ үлгісінің биіктігі y және фокус аралығы fcколлиматор белгілі. Коллиматор шығаратын параллель сәулені сыналған оптикалық жүйе жинақтап, кескін жазықтығына түсіргеннен кейін оптикалық жүйенің фокустық аралығын кескін жазықтығындағы сынақ үлгісінің y' биіктігіне негізделген есептеуге болады. Сыналған оптикалық жүйенің фокустық қашықтығы келесі формуланы қолдана алады:
2.2 ГауссMәдіс
Оптикалық жүйенің фокустық аралығын тексеруге арналған Гаусс әдісінің схемалық фигурасы төменде көрсетілген:
Суретте тексерілетін оптикалық жүйенің алдыңғы және артқы негізгі жазықтықтары сәйкесінше P және P' түрінде берілген, ал екі негізгі жазықтықтың арақашықтығы d.P. Бұл әдісте d мәніPбелгілі болып саналады немесе оның мәні аз және оны елемеу мүмкін. Объект пен қабылдау экраны сол және оң жақ шеттерге орналастырылады және олардың арасындағы қашықтық L ретінде жазылады, мұнда L сыналатын жүйенің фокустық қашықтығынан 4 есе көп болуы керек. Сыналатын жүйені сәйкесінше 1-позиция және 2-позиция ретінде белгіленген екі позицияға орналастыруға болады. Сол жақтағы нысанды қабылдау экранында анық көрсетуге болады. Осы екі орынның арасындағы қашықтықты (D деп белгіленген) өлшеуге болады. Конъюгаттық қатынас бойынша біз мыналарды аламыз:
Осы екі позицияда объектінің қашықтығы сәйкесінше s1 және s2 ретінде жазылады, содан кейін s2 - s1 = D. Формула шығару арқылы оптикалық жүйенің фокус аралығын төмендегідей алуға болады:
2.3Лэнзометр
Линзометр ұзақ фокустық ұзындықтағы оптикалық жүйелерді сынау үшін өте қолайлы. Оның схемалық фигурасы келесідей:
Біріншіден, тексерілетін линза оптикалық жолға қойылмайды. Сол жақта байқалған нысана коллимациялық линзадан өтіп, параллель жарыққа айналады. Параллель жарық фокустық арақашықтығы f болатын жинақтаушы линза арқылы жинақталады2және анықтамалық кескін жазықтығында анық кескінді құрайды. Оптикалық жол калибрленгеннен кейін тексерілетін линза оптикалық жолға орналастырылады, ал тексерілетін линза мен жинақтаушы линза арасындағы қашықтық f.2. Нәтижесінде сыналатын линзаның әрекетіне байланысты жарық шоғы қайта фокусталады, бұл кескін жазықтығының орнын ауыстыруды тудырады, нәтижесінде диаграммадағы жаңа кескін жазықтығы орнында анық кескін пайда болады. Жаңа кескін жазықтығы мен жинақтаушы линза арасындағы қашықтық х деп белгіленеді. Объект пен кескін қатынасына сүйене отырып, зерттелетін линзаның фокустық арақашықтығын келесідей шығаруға болады:
Іс жүзінде линзометр көзілдірік линзаларының жоғарғы фокусты өлшеуінде кеңінен қолданылды және қарапайым жұмыс пен сенімді дәлдіктің артықшылықтарына ие.
2.4 АббаRэфрактометр
Аббе рефрактометрі оптикалық жүйелердің фокустық аралығын тексерудің тағы бір әдісі болып табылады. Оның схемалық фигурасы келесідей:
Зерттелетін объективтің бетінің жағына биіктіктері әртүрлі екі сызғышты, атап айтқанда масштаб тақтасы 1 және масштаб тақтасы 2 орналастырыңыз. Сәйкес таразы тақталарының биіктігі y1 және y2. Екі таразы тақтасының ара қашықтығы e, ал сызғыштың жоғарғы сызығы мен оптикалық осі арасындағы бұрыш u. Масштабталған сыналған линза арқылы фокустық арақашықтығы f түсіріледі. Микроскоп кескін бетінің ұшына орнатылған. Микроскоптың орнын жылжыту арқылы екі масштаб тақтасының жоғарғы кескіндері табылды. Бұл кезде микроскоп пен оптикалық ось арасындағы қашықтық у деп белгіленеді. Объекті-бейне қатынасына сәйкес фокустық аралықты келесідей алуға болады:
2.5 Муар дефлектометриясыӘдіс
Муар дефлектометрия әдісі параллель жарық сәулелерінде Рончи ережелерінің екі жиынтығын пайдаланады. Рончи сызбасы шыны негізге салынған металл хром пленкасының тор тәрізді үлгісі, әдетте оптикалық жүйелердің өнімділігін тексеру үшін қолданылады. Бұл әдіс оптикалық жүйенің фокустық арақашықтығын тексеру үшін екі тор арқылы жасалған муар жиектерінің өзгеруін пайдаланады. Принциптің схемалық диаграммасы келесідей:
Жоғарыдағы суретте байқалған объект коллиматордан өткеннен кейін параллель сәулеге айналады. Оптикалық жолда алдымен тексерілген линзаны қоспай, параллель сәуле θ орын ауыстыру бұрышы және тор аралығы d болатын екі тор арқылы өтіп, кескін жазықтығында муар жиектерінің жиынтығын құрайды. Содан кейін тексерілген линза оптикалық жолға орналастырылады. Түпнұсқа коллимацияланған жарық линзамен сынғаннан кейін белгілі бір фокустық қашықтықты тудырады. Жарық сәулесінің қисықтық радиусын мына формула бойынша алуға болады:
Әдетте тексерілетін линза бірінші торға өте жақын орналасады, сондықтан жоғарыдағы формуладағы R мәні линзаның фокустық қашықтығына сәйкес келеді. Бұл әдістің артықшылығы оның оң және теріс фокус қашықтығы жүйелерінің фокустық аралығын сынай алуында.
2.6 ОптикалықFiberAутоколлимацияMәдіс
Линзаның фокус аралығын тексеру үшін оптикалық талшықты автоколлимация әдісін қолдану принципі төмендегі суретте көрсетілген. Ол сыналатын линза арқылы, содан кейін жазық айнаға өтетін дивергентті сәулені шығару үшін талшықты оптиканы пайдаланады. Суреттегі үш оптикалық жол оптикалық талшықтың сәйкесінше фокус ішіндегі, фокус ішіндегі және фокустың сыртындағы шарттарын білдіреді. Тексеріліп жатқан линзаның орнын алға-артқа жылжыту арқылы фокустағы талшық басының орнын табуға болады. Бұл кезде сәуле өздігінен коллимацияланады және жазық айнамен шағылысқаннан кейін энергияның көп бөлігі талшық басының жағдайына оралады. Әдіс принципі бойынша қарапайым және іске асыру оңай.
3.Қорытынды
Фокус ұзындығы оптикалық жүйенің маңызды параметрі болып табылады. Бұл мақалада біз оптикалық жүйенің фокустық қашықтығы түсінігін және оны сынау әдістерін егжей-тегжейлі қарастырамыз. Схематикалық диаграммамен үйлестіре отырып, біз фокустық қашықтықтың анықтамасын түсіндіреміз, оның ішінде кескін жағындағы фокустық ара қашықтық, объект жағының фокустық қашықтығы және алдыңғы-артқы фокустық қашықтық ұғымдары. Іс жүзінде оптикалық жүйенің фокустық аралығын тексерудің көптеген әдістері бар. Бұл мақалада коллиматор әдісін, Гаусс әдісін, фокустық қашықтықты өлшеу әдісін, Аббе фокустық ұзындығын өлшеу әдісін, Муардың ауытқу әдісін және оптикалық талшықты автоколлимация әдісін сынау принциптері таныстырылады. Осы мақаланы оқу арқылы сіз оптикалық жүйелердегі фокустық қашықтық параметрлерін жақсырақ түсінесіз деп ойлаймын.
Жіберу уақыты: 09 тамыз 2024 ж
