1.Focal Length o Optical Systems
ʻO ka lōʻihi o ka focal he hōʻailona koʻikoʻi o ka ʻōnaehana optical, no ka manaʻo o ka lōʻihi kikoʻī, ʻoi aku ka liʻiliʻi a i ʻole ka ʻike, nānā mākou ma aneʻi.
ʻO ka lōʻihi o ke kiko o kahi ʻōnaehana optical, i wehewehe ʻia e like me ka mamao mai ke kikowaena optical o ka ʻōnaehana optical a i ke kiko o ka kukuna i ka wā e hana ai ka mālamalama like, he ana ia o ka ʻike a i ʻole ka ʻokoʻa o ka mālamalama i loko o kahi ʻōnaehana optical. Hoʻohana mākou i kēia kiʻi e hōʻike i kēia manaʻo.
Ma ke kiʻi ma luna aʻe, ʻo ka hanana ʻana o ke kukuna like ʻole mai ka ʻaoʻao hema, ma hope o ka hele ʻana i ka ʻōnaehana optical, e hoʻohuli i ke kiʻi kikoʻī F', ʻo ka laina hoʻolōʻihi hope o ka kukuna converging e hui me ka laina hoʻolōʻihi e pili ana i ke kukuna like ʻole i hana ʻia ma kahi. lae, a o ka ili i hala i keia lae a ku pono i ke axis opua, ua kapaia ka mokulele kumu hope, o ka mokulele kumu hope e hui me ke axis opua ma ke kiko P2, i kapaia ke kiko nui (a i ole ke kiko kikowaena opua), ʻo ka mamao ma waena o ke kiko nui a me ka nānā ʻana o ke kiʻi, ʻo ia ka mea maʻamau i kapa ʻia ʻo ka lōʻihi o ke kiʻi, ʻo ka inoa piha ka lōʻihi kūpono o ke kiʻi.
Hiki ke ʻike ʻia ma ke kiʻi i kapa ʻia ka mamao mai ka ʻili hope o ka ʻōnaehana optical a i ke kiko kiko F' o ke kiʻi i kapa ʻia ʻo ka lōʻihi hope (BFL). Pēlā nō, inā loaʻa ka lāʻau like mai ka ʻaoʻao ʻākau, aia kekahi mau manaʻo o ka lōʻihi kiko kūpono a me ka lōʻihi o ke alo (FFL).
2. Nā ʻano hoʻāʻo lōʻihi kikoʻī
I ka hoʻomaʻamaʻa, nui nā ala e hiki ke hoʻohana ʻia no ka hoʻāʻo ʻana i ka lōʻihi kiko o nā ʻōnaehana optical. Ma muli o nā loina like ʻole, hiki ke hoʻokaʻawale ʻia nā ʻano hoʻāʻo lōʻihi focal i ʻekolu mau ʻāpana. Hoʻokumu ʻia ka ʻāpana mua ma ke kūlana o ka mokulele kiʻi, hoʻohana ka ʻāpana ʻelua i ka pilina ma waena o ka hoʻonui a me ka lōʻihi kikoʻī e loaʻa ai ka waiwai o ka lōʻihi o ke kiko, a ʻo ke kolu o ka māhele e hoʻohana i ka curvature wavefront o ke kukui converging no ka loaʻa ʻana o ka waiwai lōʻihi. .
Ma kēia ʻāpana, e hoʻolauna mākou i nā ʻano hana maʻamau no ka hoʻāʻo ʻana i ka lōʻihi o nā ʻōnaehana optical::
2.1Cʻano ollimator
ʻO ke kumumanaʻo o ka hoʻohana ʻana i ka collimator e hoʻāʻo i ka lōʻihi kiko o kahi ʻōnaehana optical e like me ka hōʻike ʻana ma ke kiʻikuhi ma lalo nei.
Ma ke kiʻi, ua kau ʻia ke ʻano hoʻāʻo ma ke kiko o ka collimator. ʻO ke kiʻekiʻe y o ke kumu hoʻāʻo a me ka lōʻihi kiko fc' o ka collimator ua ikeia. Ma hope o ka hoʻohui ʻia ʻana o ke kukuna like i hoʻokuʻu ʻia e ka collimator e ka ʻōnaehana optical i hoʻāʻo ʻia a kiʻi ʻia ma ka mokulele kiʻi, hiki ke helu ʻia ka lōʻihi kiko o ka ʻōnaehana optical ma muli o ke kiʻekiʻe y' o ke kumu hoʻāʻo ma ka mokulele kiʻi. Hiki ke hoʻohana ʻia ka lōʻihi o ka ʻōnaehana optical i hoʻāʻo ʻia i kēia ʻano:
2.2 GaussianMʻano hana
Hōʻike ʻia ke kiʻi schematic o ke ʻano Gaussian no ka hoʻāʻo ʻana i ka lōʻihi kiko o kahi ʻōnaehana optical e like me lalo.
Ma ke kiʻi, ua hōʻike ʻia nā mokulele mua a me hope o ka ʻōnaehana optical i hoʻāʻo ʻia e like me P a me P' pakahi, a ʻo ka mamao ma waena o nā mokulele nui ʻelua he d.P. Ma kēia ʻano, ʻo ka waiwai o dPmanaʻo ʻia he ʻike ʻia, a i ʻole he liʻiliʻi kona waiwai a hiki ke mālama ʻia. Hoʻonoho ʻia kahi mea a me kahi pale e loaʻa ai ma ka ʻaoʻao hema a me ka ʻākau, a ua kākau ʻia ka mamao ma waena o lākou ma ke ʻano he L, kahi e pono ai ʻo L ma mua o 4 mau manawa o ka lōʻihi o ka ʻōnaehana ma lalo o ka hoʻāʻo ʻana. Hiki ke kau ʻia ka ʻōnaehana ma lalo o ka hoʻāʻo ʻana i ʻelua mau kūlana, i kuhikuhi ʻia ʻo ke kūlana 1 a me ke kūlana 2. Hiki ke kiʻi maopopo ʻia ka mea ma ka ʻaoʻao hema ma ka pale hoʻokipa. Hiki ke ana ʻia ka mamao ma waena o kēia mau wahi ʻelua (deoted as D). Wahi a ka pilina conjugate, hiki iā mākou ke loaʻa:
Ma kēia mau kūlana ʻelua, hoʻopaʻa ʻia nā mamao o nā mea ma ke ʻano he s1 a me s2, a laila s2 - s1 = D. Ma o ka derivation formula, hiki iā mākou ke loaʻa ka lōʻihi kiko o ka ʻōnaehana optical e like me lalo:
2.3Lensometer
He kūpono loa ka Lensometer no ka hoʻāʻo ʻana i nā ʻōnaehana optical lōʻihi. ʻO kāna kiʻi schematic penei:
ʻO ka mea mua, ʻaʻole hoʻokomo ʻia ka lens ma lalo o ka hoʻāʻo ʻana i ke ala optical. ʻO ka mea i ʻike ʻia ma ka ʻaoʻao hema e hele i ka lens collimating a lilo i māmā like. Hoʻohui ʻia ke kukui like ʻole e ka lens converging me ka lōʻihi o ka f2a hana i kiʻi maopopo ma ka mokulele kiʻi kuhikuhi. Ma hope o ka hoʻopili ʻia ʻana o ke ala optical, ua kau ʻia ka lens ma lalo o ka hoʻāʻo ʻana ma ke ala ʻike, a ʻo ka mamao ma waena o ka lens ma lalo o ka hoʻāʻo ʻana a me ka lens converging f2. ʻO ka hopena, ma muli o ka hana a ka lens ma lalo o ka hoʻāʻo ʻana, e hoʻohuli hou ʻia ke kukui kukui, e hoʻololi i ke kūlana o ka mokulele kiʻi, e hopena i kahi kiʻi maopopo ma ke kūlana o ka mokulele kiʻi hou i ke kiʻi. ʻO ka mamao ma waena o ka mokulele kiʻi hou a me ka lens converging e hōʻike ʻia me x. Ma muli o ka pilina mea-kiʻi, hiki ke ʻike ʻia ka lōʻihi o ke kiko o ka lens i hoʻāʻo ʻia penei:
I ka hoʻomaʻamaʻa ʻana, ua hoʻohana nui ʻia ka lensometer i ke ana kikoʻī o luna o nā lens spectacle, a loaʻa iā ia nā pōmaikaʻi o ka hana maʻalahi a me ka pololei pololei.
2.4 AbbeRefractometer
ʻO ka Abbe refractometer kahi ala ʻē aʻe no ka hoʻāʻo ʻana i ka lōʻihi kiko o nā ʻōnaehana optical. ʻO kāna kiʻi schematic penei:
E kau i elua lula me na kiekie like ole ma ka aoao ili o ka mea i hoao ia, oia hoi ka unahi 1 a me ka unahi 2. 'O ke ki'eki'e o na mea unahi 'o y1 a me y2. ʻO ka mamao ma waena o nā pālākiʻi ʻelua he e, a ʻo ka huina ma waena o ka laina luna o ke aliʻi a me ke koʻikoʻi opi he u. Kiʻi ʻia ke kiʻi ʻia e ka lens i hoʻāʻo ʻia me ka lōʻihi o ka f. Hoʻokomo ʻia kahi microscope ma ka hopena o ka ʻili kiʻi. Ma ka hoʻoneʻe ʻana i ke kūlana o ka microscope, ʻike ʻia nā kiʻi kiʻekiʻe o nā scaleplates ʻelua. I kēia manawa, hōʻike ʻia ka mamao ma waena o ka microscope a me ka axis optical me y. E like me ka pilina mea-kiʻi, hiki iā mākou ke loaʻa ka lōʻihi kikoʻī e like me:
2.5 Moire DeflectometryKaʻina hana
E hoʻohana ke ʻano deflectometry ʻo Moiré i ʻelua pūʻulu o nā ʻōlelo hoʻoholo Ronchi i nā kukui kukui like. ʻO ka hoʻoholo ʻana ʻo Ronchi he ʻano kiʻi ʻoniʻoni metala chromium e like me ke aniani i hoʻohana ʻia no ka hoʻāʻo ʻana i ka hana o nā ʻōnaehana optical. Hoʻohana ke ʻano i ka hoʻololi ʻana i nā kihi Moiré i hoʻokumu ʻia e nā grating ʻelua e hoʻāʻo ai i ka lōʻihi o ke kiko o ka ʻōnaehana optical. Penei ka schematic diagram o ka loina:
Ma ke kiʻi ma luna, lilo ka mea i ʻike ʻia, ma hope o ka hele ʻana i loko o ka collimator, lilo i kaola like. Ma ke ala ʻike, me ka hoʻohui ʻole ʻana i ka lens i hoʻāʻo mua ʻia, hele ka kukuna like ʻole i ʻelua mau pahu me kahi kihi neʻe ʻana o θ a me kahi mokowā mākia o d, e hana ana i kahi pūʻulu o Moiré fringes ma ka mokulele kiʻi. A laila, hoʻokomo ʻia ka lens i hoʻāʻo ʻia ma ke ala optical. ʻO ke kukui collimated kumu, ma hope o ka refraction e ka lens, e hoʻopuka i kahi lōʻihi kikoʻī. Hiki ke kiʻi ʻia ka radius curvature o ke kukui kukui mai kēia ʻano kumu:
ʻO ka maʻamau, ua hoʻokomo ʻia ka lens ma lalo o ka hoʻāʻo ʻana ma kahi kokoke loa i ka grating mua, no laila ua pili ka waiwai R ma ke ʻano i luna me ka lōʻihi o ka lens. ʻO ka pōmaikaʻi o kēia ʻano hana ʻo ia ka hiki ke hoʻāʻo i ka lōʻihi o ke kiko o nā ʻōnaehana lōʻihi kūpono a maikaʻi ʻole.
2.6 OpticalFiberAutocollimationMʻano hana
Hōʻike ʻia ke kumu o ka hoʻohana ʻana i ke ʻano autocollimation fiber optical no ka hoʻāʻo ʻana i ka lōʻihi kiko o ka lens ma ke kiʻi ma lalo nei. Hoʻohana ʻo ia i ka fiber optics e hoʻokuʻu i kahi kukui ʻokoʻa e hele ana i ka lens e hoʻāʻo ʻia a laila ma ke aniani mokulele. ʻO nā alaʻikeʻekolu i ke kiʻi e hōʻike ana i nā kūlana o ka fiber optical i loko o ka nānāʻana, i loko o ka nānāʻana, a ma waho o ka nānāʻana. Ma ka hoʻoneʻe ʻana i ke kūlana o ka lens ma lalo o ka hoʻāʻo ʻana i hope a i waho, hiki iā ʻoe ke ʻike i ke kūlana o ke poʻo fiber ma ke kiko. I kēia manawa, hoʻopili pono ʻia ka kukuna, a ma hope o ka noʻonoʻo ʻana e ke aniani mokulele, e hoʻi ka hapa nui o ka ikehu i ke kūlana o ke poʻo fiber. He maʻalahi ke ʻano ma ke kumu a maʻalahi ke hoʻokō.
3. Ka hopena
ʻO ka lōʻihi koʻikoʻi kahi ʻāpana koʻikoʻi o kahi ʻōnaehana optical. Ma kēia ʻatikala, kikoʻī mākou i ka manaʻo o ka lōʻihi o ka ʻōnaehana optical a me kāna mau ʻano hoʻāʻo. Hoʻohui pū ʻia me ke kiʻikuhi kikoʻī, wehewehe mākou i ka wehewehe ʻana o ka lōʻihi o ke alo, me nā manaʻo o ka lōʻihi o ka ʻaoʻao kiʻi, ka lōʻihi o ka ʻaoʻao ʻaoʻao, a me ka lōʻihi o mua a hope. I ka hoʻomaʻamaʻa ʻana, nui nā ʻano no ka hoʻāʻo ʻana i ka lōʻihi kiko o kahi ʻōnaehana optical. Hōʻike kēia ʻatikala i nā loina hoʻāʻo o ke ʻano collimator, ke ʻano Gaussian, ke ʻano ana ʻana o ka lōʻihi focal, ke ʻano ana o ka lōʻihi o ka Abbe, ke ʻano deflection Moiré, a me ke ʻano autocollimation fiber optical. Ke manaʻoʻiʻo nei au ma ka heluhelu ʻana i kēia ʻatikala, e ʻoi aku ka maikaʻi o kou hoʻomaopopo ʻana i nā palena o ka lōʻihi focal i nā ʻōnaehana optical.
Ka manawa hoʻouna: ʻAukake-09-2024
