1.Optik Sistemlərin Fokus Uzunluğu
Fokus uzunluğu optik sistemin çox vacib bir göstəricisidir, fokus uzunluğu anlayışı üçün az-çox bir anlayışımız var, burada nəzərdən keçiririk.
Paralel işıq düşməsi zamanı optik sistemin optik mərkəzindən şüanın fokusuna qədər olan məsafə kimi təyin olunan optik sistemin fokus uzunluğu, optik sistemdə işığın konsentrasiyası və ya divergensiyasının ölçüsüdür. Bu konsepsiyanı göstərmək üçün aşağıdakı diaqramdan istifadə edirik.
Yuxarıdakı şəkildə sol ucdan düşən paralel şüa optik sistemdən keçdikdən sonra təsvirin fokusuna F' yaxınlaşır, yaxınlaşan şüanın tərs uzadılması xətti bir nöqtədə düşən paralel şüanın müvafiq uzantı xətti ilə kəsişir. nöqtəsi və bu nöqtəni keçən və optik oxa perpendikulyar olan səth arxa əsas müstəvi adlanır, arxa əsas müstəvi əsas nöqtə (yaxud optik mərkəz nöqtəsi) adlanan P2 nöqtəsində optik ox ilə kəsişir. əsas nöqtə ilə təsvirin fokuslanması arasındakı məsafə, adətən fokus uzunluğu dediyimiz şeydir, tam adı təsvirin effektiv fokus uzunluğudur.
Şəkildən də görünür ki, optik sistemin sonuncu səthindən təsvirin F' fokus nöqtəsinə qədər olan məsafə arxa fokus uzunluğu (BFL) adlanır. Müvafiq olaraq, paralel şüa sağ tərəfdən düşərsə, effektiv fokus uzunluğu və ön fokus uzunluğu (FFL) anlayışları da mövcuddur.
2. Fokus Uzunluğu Test Metodları
Təcrübədə optik sistemlərin fokus məsafəsini yoxlamaq üçün istifadə edilə bilən bir çox üsul var. Fərqli prinsiplərə əsaslanaraq, fokus uzunluğu test üsullarını üç kateqoriyaya bölmək olar. Birinci kateqoriya şəkil müstəvisinin mövqeyinə əsaslanır, ikinci kateqoriya fokus uzunluğu dəyərini əldə etmək üçün böyütmə və fokus uzunluğu arasındakı əlaqədən istifadə edir və üçüncü kateqoriya fokus uzunluğu dəyərini əldə etmək üçün yaxınlaşan işıq şüasının dalğa cəbhəsi əyriliyindən istifadə edir. .
Bu bölmədə biz optik sistemlərin fokus uzunluğunu yoxlamaq üçün ümumi istifadə edilən üsulları təqdim edəcəyik::
2.1Collimator üsulu
Optik sistemin fokus uzunluğunu yoxlamaq üçün kolimatordan istifadə prinsipi aşağıdakı diaqramda göstərildiyi kimidir:
Şəkildə test nümunəsi kolimatorun diqqət mərkəzində yerləşdirilib. Test nümunəsinin hündürlüyü y və fokus uzunluğu fc' kolimatoru məlumdur. Kollimator tərəfindən buraxılan paralel şüa sınaqdan keçirilmiş optik sistem tərəfindən birləşdirildikdən və təsvir müstəvisində təsvir edildikdən sonra optik sistemin fokus məsafəsi təsvir müstəvisində sınaq nümunəsinin y' hündürlüyünə əsasən hesablana bilər. Test edilmiş optik sistemin fokus uzunluğu aşağıdakı düsturdan istifadə edə bilər:
2.2 QaussMetod
Optik sistemin fokus uzunluğunu yoxlamaq üçün Qauss metodunun sxematik fiquru aşağıdakı kimi göstərilmişdir:
Şəkildə sınaqdan keçirilən optik sistemin ön və arxa əsas müstəviləri müvafiq olaraq P və P' kimi göstərilmişdir və iki əsas müstəvi arasındakı məsafə d-dir.P. Bu üsulda d-nin dəyəriPməlum sayılır və ya onun dəyəri kiçikdir və nəzərə alına bilməz. Sol və sağ uclarda obyekt və qəbuledici ekran yerləşdirilir və aralarındakı məsafə L kimi qeyd olunur, burada L sınaqdan keçirilən sistemin fokus məsafəsindən 4 dəfə çox olmalıdır. Test edilən sistem müvafiq olaraq 1 və 2 mövqe kimi qeyd olunan iki mövqedə yerləşdirilə bilər. Solda olan obyekt qəbuledici ekranda aydın şəkildə təsvir edilə bilər. Bu iki yer arasındakı məsafə (D kimi qeyd olunur) ölçülə bilər. Qohumluq əlaqəsinə görə, əldə edə bilərik:
Bu iki mövqedə obyektin məsafələri müvafiq olaraq s1 və s2, sonra s2 - s1 = D kimi qeyd olunur. Düsturun törəməsi vasitəsilə optik sistemin fokus məsafəsini aşağıdakı kimi əldə edə bilərik:
2.3Lenzometr
Lensometr uzun fokus uzunluqlu optik sistemləri sınaqdan keçirmək üçün çox uyğundur. Onun sxematik fiquru aşağıdakı kimidir:
Birincisi, sınaqdan keçirilən lens optik yola yerləşdirilmir. Solda müşahidə olunan hədəf kollimasiya edən lensdən keçir və paralel işığa çevrilir. Paralel işıq fokus uzunluğu f olan bir linza ilə birləşir2və istinad təsvir müstəvisində aydın təsvir yaradır. Optik yol kalibrləndikdən sonra sınaq altında olan obyektiv optik yola yerləşdirilir və sınaq altında olan linza ilə yaxınlaşan lens arasındakı məsafə f-dir.2. Nəticədə, sınaqdan keçirilən linzanın hərəkətinə görə, işıq şüası yenidən fokuslanacaq, şəkil müstəvisinin mövqeyində sürüşməyə səbəb olacaq, nəticədə diaqramda yeni təsvir müstəvisinin mövqeyində aydın təsvir yaranacaq. Yeni təsvir müstəvisi ilə yaxınlaşan lens arasındakı məsafə x kimi işarələnir. Obyekt-şəkil əlaqəsinə əsaslanaraq, sınaqdan keçirilən linzanın fokus uzunluğu aşağıdakı kimi müəyyən edilə bilər:
Praktikada lensometr eynək linzalarının yuxarı fokus ölçülməsində geniş istifadə edilmişdir və sadə əməliyyat və etibarlı dəqiqlik üstünlüklərinə malikdir.
2.4 AbbeRefraktometr
Abbe refraktometri optik sistemlərin fokus uzunluğunu yoxlamaq üçün başqa bir üsuldur. Onun sxematik fiquru aşağıdakı kimidir:
Yoxlanılan linzanın obyekt səthinin tərəfində müxtəlif hündürlüyə malik iki hökmdar, yəni şkala 1 və miqyas lövhəsi 2 yerləşdirin. Müvafiq tərəzi lövhələrinin hündürlüyü y1 və y2-dir. İki tərəzi lövhəsi arasındakı məsafə e, hökmdarın yuxarı xətti ilə optik oxu arasındakı bucaq u-dur. Ölçəklənmiş, fokus uzunluğu f olan sınaqdan keçirilmiş lens tərəfindən təsvir edilmişdir. Şəklin səthinin sonunda mikroskop quraşdırılmışdır. Mikroskopun mövqeyini hərəkət etdirərək, iki miqyas lövhəsinin yuxarı şəkilləri tapılır. Bu zaman mikroskopla optik ox arasındakı məsafə y ilə işarələnir. Obyekt-şəkil əlaqəsinə görə, fokus məsafəsini aşağıdakı kimi əldə edə bilərik:
2.5 Moire DeflectometryMetod
Moire deflektometriya metodu paralel işıq şüalarında iki Ronchi hökmündən istifadə edəcək. Ronchi hökmü, optik sistemlərin performansını yoxlamaq üçün adətən istifadə olunan şüşə substratda yığılmış metal xrom filminin şəbəkəyə bənzər nümunəsidir. Metod optik sistemin fokus uzunluğunu yoxlamaq üçün iki barmaqlığın yaratdığı Moire saçaqlarının dəyişməsindən istifadə edir. Prinsipin sxematik diaqramı aşağıdakı kimidir:
Yuxarıdakı şəkildə müşahidə olunan obyekt kolimatordan keçdikdən sonra paralel şüaya çevrilir. Optik yolda əvvəlcə sınaqdan keçirilmiş lensi əlavə etmədən paralel şüa yerdəyişmə bucağı θ və barmaqlıqlar arası məsafəsi d olan iki barmaqlıqdan keçir və təsvir müstəvisində Moir saçaqları dəstini əmələ gətirir. Sonra sınaqdan keçirilmiş lens optik yola yerləşdirilir. Orijinal kollimasiya edilmiş işıq, lens tərəfindən qırıldıqdan sonra müəyyən bir fokus uzunluğu yaradacaqdır. İşıq şüasının əyrilik radiusu aşağıdakı düsturla əldə edilə bilər:
Adətən sınaqdan keçirilən obyektiv birinci ızgaraya çox yaxın yerləşdirilir, ona görə də yuxarıdakı düsturdakı R dəyəri lensin fokus uzunluğuna uyğun gəlir. Bu metodun üstünlüyü ondan ibarətdir ki, o, müsbət və mənfi fokus uzunluğu sistemlərinin fokus məsafəsini sınaqdan keçirə bilər.
2.6 OptikFiberAutokollimasiyaMetod
Lensin fokus uzunluğunu yoxlamaq üçün optik lifli avtokollimasiya metodundan istifadə prinsipi aşağıdakı şəkildə göstərilmişdir. O, sınaqdan keçirilən obyektivdən keçən, sonra isə müstəvi güzgüyə keçən divergent şüa yaymaq üçün fiber optikdən istifadə edir. Şəkildəki üç optik yol müvafiq olaraq fokus daxilində, fokus daxilində və fokusdan kənarda optik lifin şərtlərini təmsil edir. Test edilən linzanın mövqeyini irəli və geri hərəkət etdirərək, fokusda lif başının mövqeyini tapa bilərsiniz. Bu zaman şüa öz-özünə yığılır və təyyarə güzgüsü ilə əks olunduqdan sonra enerjinin çox hissəsi lif başının vəziyyətinə qayıdacaq. Metod prinsipcə sadədir və həyata keçirmək asandır.
3. Nəticə
Fokus uzunluğu optik sistemin vacib parametridir. Bu yazıda biz optik sistemin fokus uzunluğu anlayışını və onun sınaq üsullarını ətraflı izah edirik. Sxematik diaqramla birlikdə biz fokus uzunluğunun tərifini, o cümlədən görüntü tərəfinin fokus uzunluğu, obyekt tərəfi fokus uzunluğu və öndən arxaya fokus uzunluğu anlayışlarını izah edirik. Təcrübədə optik sistemin fokus uzunluğunu yoxlamaq üçün bir çox üsul var. Bu məqalə kollimator metodunun sınaq prinsiplərini, Qauss metodunu, fokus uzunluğunu ölçmə metodunu, Abbe fokus uzunluğunu ölçmə metodunu, Moire əyilmə metodunu və optik lif avtokollimasiya metodunu təqdim edir. İnanıram ki, bu məqaləni oxumaqla siz optik sistemlərdə fokus uzunluğu parametrlərini daha yaxşı başa düşəcəksiniz.
Göndərmə vaxtı: 09 avqust 2024-cü il
