1. Fad Fòcasach Shiostaman Optaigeach
Tha fad fòcas na chomharradh glè chudromach air an t-siostam optigeach, airson bun-bheachd fad fòcas, tha tuigse againn air gu ìre mhòr, tha sinn ga ath-sgrùdadh an seo.
'S e tomhas de dh'fhaid fòcasach siostam optaigeach, air a mhìneachadh mar an astar bhon ionad optaigeach den t-siostam optaigeach gu fòcas a' ghatha nuair a thuiteas solas co-shìnte, a th' ann. Bidh sinn a' cleachdadh an diagram a leanas gus a' bhun-bheachd seo a mhìneachadh.
Anns an fhigear gu h-àrd, tha an giùlan co-shìnte a tha a’ tuiteam bhon cheann chlì, às dèidh dha a dhol tron t-siostam optaigeach, a’ tighinn còmhla ri fòcas na h-ìomhaigh F’, tha loidhne leudachaidh cùil a’ ghatha cho-chruinneachaidh a’ trasnadh na loidhne leudachaidh co-fhreagarrach den ghatha co-shìnte a tha a’ tuiteam aig puing, agus canar am prìomh phlèana cùil ris an uachdar a tha a’ dol seachad air a’ phuing seo agus a tha ceart-cheàrnach ris an ais optaigeach, tha am prìomh phlèana cùil a’ trasnadh an ais optaigeach aig puing P2, ris an canar am prìomh phuing (no am meadhan optaigeach), an t-astar eadar am prìomh phuing agus fòcas na h-ìomhaigh, is e sin a chanas sinn mar as trice ris an fhaid fhòcasach, is e an t-ainm slàn fad fòcas èifeachdach na h-ìomhaigh.
Chithear bhon fhigear cuideachd gur e fad fòcas cùil (BFL) an t-astar bhon uachdar mu dheireadh den t-siostam optigeach chun a’ phuing fhòcais F’ den ìomhaigh. A rèir sin, ma tha am beam co-shìnte a’ tighinn bhon taobh cheart, tha bun-bheachdan ann cuideachd mu fhaid fhòcais èifeachdach agus fad fòcas aghaidh (FFL).
2. Modhan Deuchainn Fad Fòcais
Ann an cleachdadh, tha iomadh dòigh ann a ghabhas cleachdadh gus fad fòcas siostaman optigeach a dhearbhadh. Stèidhichte air diofar phrionnsabalan, faodar na dòighean deuchainn fad fòcas a roinn ann an trì roinnean. Tha a’ chiad roinn stèidhichte air suidheachadh plèana na h-ìomhaigh, bidh an dàrna roinn a’ cleachdadh a’ chàirdeis eadar meudachadh agus fad fòcas gus luach an fhaid fòcas fhaighinn, agus bidh an treas roinn a’ cleachdadh lùbadh aghaidh-tonn a’ ghath solais co-chruinneachaidh gus luach an fhaid fòcas fhaighinn.
Anns an earrann seo, bheir sinn a-steach na dòighean cumanta a thathas a’ cleachdadh airson fad fòcas siostaman optigeach a dhearbhadh:
2.1CModh Ollimatair
Tha prionnsabal cleachdadh coilimeadair gus fad fòcas siostam optaigeach a dhearbhadh mar a chithear san diagram gu h-ìosal:
Anns an fhigear, tha am pàtran deuchainn air a chur aig fòcas a’ choilimeadair. Tha àirde y a’ phàtrain deuchainn agus fad fòcas fcTha fios air ' a' choilimeadair. Às dèidh don lionn co-shìnte a tha air a sgaoileadh leis a' choilimeadair a bhith air a thighinn còmhla leis an t-siostam optigeach a chaidh a dhearbhadh agus air a dhealbhadh air plèana na h-ìomhaigh, faodar fad fòcas an t-siostaim optigeach obrachadh a-mach stèidhichte air àirde y' a' phàtrain deuchainn air plèana na h-ìomhaigh. Faodar fad fòcas an t-siostaim optigeach a chaidh a dhearbhadh a chleachdadh leis a' fhoirmle a leanas:
2.2 GaussachMmodh-obrach
Tha figear sgemataigeach de dhòigh Gaussian airson fad fòcas siostam optigeach a dhearbhadh air a shealltainn mar a leanas:
Anns an fhigear, tha prìomh phlèanaichean aghaidh is cùil an t-siostaim optaigeach fo dheuchainn air an riochdachadh mar P agus P' fa leth, agus is e d an t-astar eadar an dà phrìomh phlèana.PAnns an dòigh seo, luach dPthathar den bheachd gu bheil fios air, no gu bheil a luach beag agus gun gabh dearmad a dhèanamh air. Tha nì agus scrion glacaidh air an cur aig na cinn chlì is dheas, agus tha an t-astar eatorra air a chlàradh mar L, far am feum L a bhith nas motha na 4 uiread fad fòcas an t-siostaim fo dheuchainn. Faodar an siostam fo dheuchainn a chur ann an dà shuidheachadh, air an comharrachadh mar shuidheachadh 1 agus suidheachadh 2 fa leth. Faodar an nì air an taobh chlì a dhealbhadh gu soilleir air an scrion glacaidh. Faodar an t-astar eadar an dà àite seo (air a chomharrachadh mar D) a thomhas. A rèir a’ chàirdeis cho-cheangailte, gheibh sinn:
Aig an dà shuidheachadh seo, tha astaran nan nithean air an clàradh mar s1 agus s2 fa leth, agus an uairsin s2 - s1 = D. Tro bhith a’ cleachdadh foirmle, gheibh sinn fad fòcas an t-siostaim optaigeach mar a leanas:
2.3Lensometer
Tha an Lensometer glè fhreagarrach airson siostaman optigeach fad-fòcais fhada a dhearbhadh. Seo mar a tha an dealbh sgemataigeach aige:
An toiseach, chan eil an lionsa fo dheuchainn air a chur anns an t-slighe optaigeach. Bidh an targaid a chithear air an taobh chlì a’ dol tron lionsa co-chruinneachaidh agus a’ fàs na sholas co-shìnte. Tha an solas co-shìnte air a cho-chruinneachadh le lionsa co-chruinneachaidh le fad fòcasach de f2agus a’ cruthachadh ìomhaigh shoilleir aig plèana na h-ìomhaigh iomraidh. Às dèidh don t-slighe optaigeach a bhith air a calabrachadh, thèid an lionsa fo dheuchainn a chur san t-slighe optaigeach, agus tha an t-astar eadar an lionsa fo dheuchainn agus an lionsa co-chruinneachaidh f2Mar thoradh air an sin, air sgàth gnìomh na lionsa fo dheuchainn, thèid fòcas a chur air a’ ghath solais a-rithist, ag adhbhrachadh gluasad ann an suidheachadh plèana na h-ìomhaigh, agus mar thoradh air sin bidh ìomhaigh shoilleir aig suidheachadh a’ phlèana ìomhaigh ùir san diagram. Tha an t-astar eadar am plèana ìomhaigh ùr agus an lionsa co-chruinneachaidh air a chomharrachadh mar x. Stèidhichte air a’ chàirdeas nì-ìomhaigh, faodar fad fòcas na lionsa fo dheuchainn a thoirt a-mach mar:
Ann an cleachdadh, chaidh an lionsameatair a chleachdadh gu farsaing ann an tomhas fòcas as àirde lionsan speuclairean, agus tha na buannachdan aige ann an obrachadh sìmplidh agus mionaideachd earbsach.
2.4 AbaidRefractometer
’S e dòigh eile airson fad fòcas siostaman optaigeach a dhearbhadh a th’ ann an refractometer Abbe. Seo mar a tha an dealbh sgemataigeach aige:
Cuir dà riaghladair le àirdean eadar-dhealaichte air taobh uachdar an nì den lionsa fo dheuchainn, is iad sin truinnsear-sgèile 1 agus truinnsear-sgèile 2. Is e y1 agus y2 àirdean nam truinnsearan-sgèile co-fhreagarrach. Is e e an t-astar eadar an dà phlàta-sgèile, agus is e u an ceàrn eadar loidhne as àirde an riaghladair agus an axis optaigeach. Tha am pleitear-sgèile air a dhealbhadh leis an lionsa deuchainnichte le fad fòcasach de f. Tha miocroscop air a stàladh aig ceann uachdar na h-ìomhaigh. Le bhith a’ gluasad suidheachadh a’ mhicroscop, lorgar na h-ìomhaighean as àirde den dà phlàta-sgèile. Aig an àm seo, tha an t-astar eadar am miocroscop agus an axis optaigeach air a chomharrachadh mar y. A rèir a’ chàirdeis nì-ìomhaigh, gheibh sinn am fad fòcasach mar:
2.5 Deflectometry MoireModh
Bidh an dòigh-obrach deflectometry Moiré a’ cleachdadh dà sheata de riaghailtean Ronchi ann an gathan solais co-shìnte. Is e pàtran coltach ri griod de fhilm cromium meatailt air a thasgadh air fo-strat glainne a th’ ann an riaghailt Ronchi, air a chleachdadh gu cumanta airson coileanadh shiostaman optigeach a dhearbhadh. Bidh an dòigh-obrach a’ cleachdadh an atharrachaidh ann an oirean Moiré a chruthaicheas an dà ghreata gus fad fòcas an t-siostaim optigeach a dhearbhadh. Seo diagram sgemataigeach a’ phrionnsapail:
Anns an fhigear gu h-àrd, bidh an nì a chithear, às dèidh dha a dhol tron choilimeadair, na ghath co-shìnte. Anns an t-slighe optaigeach, gun an lionsa deuchainn a chur ris an toiseach, bidh an ghath co-shìnte a’ dol tro dhà ghrèata le ceàrn gluasaid de θ agus astar grèata de d, a’ cruthachadh seata de fhrennan Moiré air plèana na h-ìomhaigh. An uairsin, thèid an lionsa deuchainn a chur anns an t-slighe optaigeach. Bheir an solas coilimeichte tùsail, às dèidh dha ath-fhilleadh leis an lionsa, fad fòcas sònraichte gu buil. Gheibhear radius lùbte ghath an t-solais bhon fhoirmle a leanas:
Mar as trice bidh an lionsa fo dheuchainn air a chur glè fhaisg air a’ chiad ghrèata, agus mar sin tha an luach R san fhoirmle gu h-àrd a’ freagairt ri fad fòcasach na lionsa. Is e buannachd na dòigh seo gum faod e fad fòcasach siostaman fad fòcasach deimhinneach is àicheil a dhearbhadh.
2.6 OptaigeachFiberAfèin-cho-choileanadhMmodh-obrach
Tha prionnsabal cleachdadh na dòigh fèin-cho-choileanaidh snàithleach optaigeach gus fad fòcasach na lionsa a dhearbhadh air a shealltainn san fhigear gu h-ìosal. Bidh e a’ cleachdadh snàithleach optaigeach gus beam sgapte a leigeil a-mach a thèid tron lionsa a thathar a’ dèanamh deuchainn air agus an uairsin air sgàthan rèidh. Tha na trì slighean optaigeach san fhigear a’ riochdachadh suidheachadh an t-snàithleach optaigeach taobh a-staigh an fhòcais, taobh a-staigh an fhòcais, agus taobh a-muigh an fhòcais fa leth. Le bhith a’ gluasad suidheachadh na lionsa fo dheuchainn air ais is air adhart, gheibh thu suidheachadh ceann an t-snàithleach aig an fhòcas. Aig an àm seo, tha am beam fèin-cho-choileanta, agus às deidh meòrachadh leis an sgàthan rèidh, tillidh a’ mhòr-chuid den lùth gu suidheachadh ceann an t-snàithleach. Tha an dòigh sìmplidh ann am prionnsabal agus furasta a chur an gnìomh.
3. Co-dhùnadh
Tha fad fòcas na pharamadair cudromach ann an siostam optaigeach. San artaigil seo, tha sinn a’ mìneachadh bun-bheachd fad fòcas siostam optaigeach agus na dòighean deuchainn aige. Còmhla ris an diagram sgemataigeach, tha sinn a’ mìneachadh mìneachadh fad fòcas, a’ gabhail a-steach bun-bheachdan fad fòcas taobh na h-ìomhaigh, fad fòcas taobh an nì, agus fad fòcas aghaidh-gu-cùl. Ann an cleachdadh, tha mòran dhòighean ann airson fad fòcas siostam optaigeach a dhearbhadh. Tha an artaigil seo a’ toirt a-steach prionnsapalan deuchainn an dòigh collimator, an dòigh Gaussian, an dòigh tomhais fad fòcas, an dòigh tomhais fad fòcas Abbe, an dòigh tionndaidh Moiré, agus an dòigh fèin-cho-chruinneachaidh snàithleach optaigeach. Tha mi a’ creidsinn le bhith a’ leughadh an artaigil seo, gum bi tuigse nas fheàrr agad air paramadairean fad fòcas ann an siostaman optaigeach.
Àm puist: 9 Lùnastal 2024
