1.Focal Length di Sistemi Optical
Lunghezza focale hè un indicatore assai impurtante di u sistema otticu, per u cuncettu di lunghezza focale, avemu più o menu un capiscenu, rivisemu quì.
A lunghezza focale di un sistema otticu, definita cum'è a distanza da u centru otticu di u sistema otticu à u focu di u fasciu quandu incidente di luce parallela, hè una misura di a cuncentrazione o divergenza di a luce in un sistema otticu. Utilizemu u schema seguente per illustrà stu cuncettu.
In a figura sopra, u fasciu parallelu incidente da l'estremità sinistra, dopu avè passatu per u sistema otticu, cunverge à u focu di l'imaghjini F', a linea di estensione inversa di u ragiu cunvergente si interseca cù a linea di estensione currispondente di u ragiu parallelu incidente à un puntu, è a superficia chì passa stu puntu è hè perpendiculare à l'assi otticu hè chjamatu u pianu principale di daretu, u pianu principale di daretu si interseca cù l'assi otticu in u puntu P2, chì hè chjamatu u puntu principale (o u puntu centru otticu), a distanza trà u puntu principale è u focu di l'imaghjini, hè ciò chì generalmente chjamemu a lunghezza focale, u nome cumpletu hè a lunghezza focale efficace di l'imaghjini.
Pò ancu esse vistu da a figura chì a distanza da l'ultima superficia di u sistema otticu à u puntu focale F' di l'imaghjini hè chjamatu a distanza focale di volta (BFL). In currispundenza, se u fasciu parallelu hè incidente da u latu drittu, ci sò ancu cuncetti di lunghezza focale efficace è lunghezza focale frontale (FFL).
2. Metodi di prova di a distanza focale
In pratica, ci sò parechji metudi chì ponu esse usatu per pruvà a lunghezza focale di sistemi otticu. Basatu nantu à diversi principii, i metudi di teste di lunghezza focale ponu esse divisi in trè categurie. A prima categuria hè basatu annantu à a pusizione di u pianu di l'imaghjini, a seconda categuria usa a relazione trà l'ingrandimentu è a lunghezza focale per ottene u valore di a lunghezza focale, è a terza categuria usa a curvatura di u fronte d'onda di u fasciu di luce cunvergente per ottene u valore di a lunghezza focale. .
In questa sezione, presenteremu i metudi cumunimenti usati per pruvà a lunghezza focale di i sistemi ottici:：
2.1CMetudu ollimatore
U principiu di utilizà un collimatore per pruvà a lunghezza focale di un sistema otticu hè cum'è mostra in u diagramma sottu:
In a figura, u mudellu di prova hè situatu à u focu di u collimatore. L'altezza y di u schema di test è a distanza focale fc' di u collimatore sò cunnisciuti. Dopu chì u fasciu parallelu emessu da u collimatore hè cunvergatu da u sistema otticu testatu è imagine nantu à u pianu di l'imaghjini, a lunghezza focale di u sistema otticu pò esse calculata basatu annantu à l'altezza y' di u mudellu di prova nantu à u pianu di l'imaghjini. A lunghezza focale di u sistema otticu testatu pò aduprà a seguente formula:
2.2 GaussMetudu
A figura schematica di u metudu gaussianu per pruvà a lunghezza focale di un sistema otticu hè mostrata quì sottu:
In a figura, i piani principali frontali è posteriori di u sistema otticu in prova sò rapprisentati cum'è P è P' rispettivamente, è a distanza trà i dui piani principali hè d.P. In questu metudu, u valore di dPhè cunsideratu cum'è cunnisciutu, o u so valore hè chjucu è pò esse ignoratu. Un ughjettu è una schernu di ricezione sò posti à l'estremità di manca è di diritta, è a distanza trà elli hè registrata cum'è L, induve L deve esse più grande di 4 volte a lunghezza focale di u sistema in prova. U sistema in prova pò esse piazzatu in duie pusizioni, denutate cum'è a pusizione 1 è a pusizione 2 rispettivamente. L'ughjettu à a manca pò esse chjaramente imaghjini nantu à a pantalla di ricezione. A distanza trà sti dui lochi (denotata cum'è D) pò esse misurata. Sicondu a relazione cunjugata, pudemu avè:
À sti dui pusizioni, i distanzi di l'ughjettu sò registrati cum'è s1 è s2 rispettivamente, dopu s2 - s1 = D. Per mezu di a derivazione di a formula, pudemu avè a lunghezza focale di u sistema otticu cum'è quì sottu:
2.3Lensometru
U Lensometru hè assai adattatu per a prova di sistemi ottici di longa focale. A so figura schematica hè a siguenti:
Prima, a lente sottu prova ùn hè micca piazzata in u percorsu otticu. U mira osservatu à a manca passa per a lenti di collimazione è diventa luce parallela. A luce parallela hè cunvergente da una lente cunvergente cù una distanza focale di f2è forma una maghjina chjara à u pianu di l'imaghjini di riferimentu. Dopu chì u percorsu otticu hè calibratu, a lente in prova hè posta in u percorsu otticu, è a distanza trà a lente in prova è a lente cunvergente hè f2. In u risultatu, per via di l'azzione di a lente sottu a prova, u fasciu di luce serà rifocusatu, pruvucannu un cambiamentu in a pusizione di u pianu di l'imaghjini, risultatu in una maghjina chjara à a pusizione di u novu pianu di l'imaghjini in u diagramma. A distanza trà u novu pianu di l'imaghjini è a lente cunvergente hè indicata cum'è x. Basatu nantu à a relazione ogettu-imaghjini, a lunghezza focale di a lente sottumessa pò esse inferita cum'è:
In a pratica, u lensometru hè statu largamente utilizatu in a misurazione focale superiore di lenti di lenti di spettaculu, è hà i vantaghji di u funziunamentu simplice è di precisione affidabile.
2.4 AbbéRefrattometru
U rifrattometru Abbe hè un altru mètudu per pruvà a lunghezza focale di i sistemi ottici. A so figura schematica hè a siguenti:
Pone dui righjoni cù diverse altezze à u latu di a superficia di l'ughjettu di a lente sottu a prova, à dì scaleplate 1 è scaleplate 2. L'altezza di scaleplates currispundenti sò y1 è y2. A distanza trà i dui scaleplates hè e, è l'angulu trà a linea superiore di u regnu è l'assi otticu hè u. U scaleplated hè imaginatu da a lente testata cù una lunghezza focale di f. Un microscopiu hè stallatu à a fine di a superficia di l'imaghjini. Movendu a pusizione di u microscopiu, si trovanu l'imaghjini superiore di i dui scaleplates. À questu tempu, a distanza trà u microscopiu è l'assi otticu hè indicata cum'è y. Sicondu a relazione oggettu-imaghjini, pudemu avè a lunghezza focale cum'è:
2.5 Deflectometria MoireMetudu
U metudu di deflectometry Moiré aduprà dui insemi di rulings Ronchi in fasci di luce paralleli. A ruling Ronchi hè un mudellu di griglia di film di cromu di metallu dipositu nantu à un sustrato di vetru, comunmente utilizatu per pruvà a prestazione di sistemi ottici. U metudu utilizeghja u cambiamentu in i frangi Moiré furmati da e duie griglie per pruvà a lunghezza focale di u sistema otticu. U schema schematicu di u principiu hè u seguente:
In a figura sopra, l'ughjettu osservatu, dopu avè passatu per u collimatore, diventa un fasciu parallelu. In u percorsu otticu, senza aghjustà prima a lente testata, u fasciu parallelu passa à traversu duie griglie cù un angolo di spostamentu di θ è un spaziu di griglia di d, furmendu un inseme di frange Moiré nantu à u pianu di l'imaghjini. Allora, a lente pruvata hè posta in u percorsu otticu. A luce collimata uriginale, dopu a rifrazione da a lente, pruducerà una certa distanza focale. U raghju di curvatura di u fasciu di luce pò esse ottenutu da a seguente formula:
Di solitu, a lente in prova hè posta assai vicinu à a prima griglia, cusì u valore R in a formula sopra currisponde à a lunghezza focale di a lente. U vantaghju di stu metudu hè chì pò pruvà a distanza focale di sistemi di lunghezza focale pusitiva è negativa.
2.6 otticuFiberAutocollimazioneMetudu
U principiu di utilizà u metudu di autocollimazione di fibre ottiche per pruvà a lunghezza focale di a lente hè mostratu in a figura sottu. Utiliza fibre ottiche per emette un fasciu divergente chì passa per a lente chì hè pruvatu è dopu nantu à un specchiu pianu. I trè percorsi ottici in a figura rapprisentanu e cundizioni di a fibra ottica in u focu, in u focu, è fora di u focu rispettivamente. Movendu a pusizioni di a lente sottu teste avanti è avanti, pudete truvà a pusizione di a testa di fibra à u focu. À questu tempu, u fasciu hè auto-collimatu, è dopu a riflessione da u specchiu pianu, a maiò parte di l'energia torna à a pusizione di a testa di fibra. U metudu hè simplice in principiu è faciule d'implementazione.
3.Conclusioni
A lunghezza focale hè un parametru impurtante di un sistema otticu. In questu articulu, detagliamu u cuncettu di a lunghezza focale di u sistema otticu è i so metudi di prova. Cumminatu cù u diagramma schematicu, spieghemu a definizione di a lunghezza focale, cumprese i cuncetti di a lunghezza focale di l'imaghjini, a distanza focale di l'ughjettu è a distanza focale di fronte à u retro. In pratica, ci sò parechji metudi per pruvà a lunghezza focale di un sistema otticu. Stu articulu presenta i principii di prova di u metudu collimator, u metudu Gaussian, u metudu di misurazione di a lunghezza focale, u metudu di a misura di a lunghezza focale d'Abbe, u metudu di deflessione Moiré è u metudu di l'autocollimazione di fibre ottiche. Credu chì, leghjendu stu articulu, avete una megliu capiscenu di i paràmetri di a lunghezza focale in i sistemi ottici.
Tempu di Postu: Aug-09-2024
