Fad Fócasach na gCóras Optúil a Shainmhíniú agus Modhanna Tástála

1.Focal Fad na gCóras Optúil

Is táscaire an-tábhachtach é fad fócasach ar chóras optúil, maidir le coincheap an fhad fócasach, tá tuiscint níos mó nó níos lú againn, déanaimid athbhreithniú anseo.
Is tomhas ar thiúchan nó éagsúlacht an tsolais i gcóras optúil é fad fócasach an chórais optúil, a shainmhínítear mar an t-achar ó lárionad optúil an chórais optúil go fócas an bhíoma nuair a bhíonn teagmhas solais comhthreomhar. Bainimid úsáid as an léaráid seo a leanas chun an coincheap seo a léiriú.

Sa fhigiúr thuas, tá an eachtra bhíoma comhthreomhar ón taobh clé, tar éis dul tríd an gcóras optúil, le chéile go dtí an fócas íomhá F', trasnaíonn líne síneadh droim ar ais an gha inréimneach le líne síneadh comhfhreagrach an ga comhthreomhar teagmhas ag a. pointe, agus an dromchla a théann thar an bpointe seo agus atá ingearach leis an ais optúil ar a dtugtar an eitleán príomhoide cúil, trasnaíonn an t-eitleán príomhoide cúil leis an ais optúil ag pointe P2, ar a dtugtar an príomhphointe (nó an lárphointe optúil), an t-achar idir an príomhphointe agus an fócas íomhá, is é an rud a dtugaimid an fad fócasach de ghnáth, is é an t-ainm iomlán fad fócasach éifeachtach an íomhá.
Is féidir a fheiceáil ón bhfíor freisin gurb é an fad fócasach cúil (BFL) a thugtar ar an bhfad ó dhromchla deireanach an chórais optúil go pointe fócasach F’ na híomhá. Dá réir sin, má tá an beam comhthreomhar teagmhasach ón taobh dheis, tá coincheapa ann freisin maidir le fad fócasach éifeachtach agus fad fócasach tosaigh (FFL).

2. Modhanna Tástála Fad Fócasach

Go praiticiúil, tá go leor modhanna ann ar féidir a úsáid chun fad fócasach na gcóras optúil a thástáil. Bunaithe ar phrionsabail éagsúla, is féidir na modhanna tástála fad fócasach a roinnt i dtrí chatagóir. Tá an chéad chatagóir bunaithe ar shuíomh an eitleáin íomhá, úsáideann an dara catagóir an gaol idir formhéadú agus fad fócasach chun an luach fad fócasach a fháil, agus úsáideann an tríú catagóir cuaire wavefront an bhíoma solais inréimnigh chun an luach fad fócasach a fháil. .
Sa chuid seo, tabharfaimid isteach na modhanna a úsáidtear go coitianta chun fad fócasach na gcóras optúil a thástáil::

2.1CModh ollimator

Tá an prionsabal a bhaineann le comhroladóir a úsáid chun fad fócasach córais optúla a thástáil mar a thaispeántar sa léaráid thíos:

Sa fhigiúr, cuirtear an patrún tástála ar fhócas an collimator. Airde y an phatrún tástála agus an fad fócasach f_c' an collimator ar eolas. Tar éis an beam comhthreomhar a astaíonn an collimator a chóineasú ag an gcóras optúil tástálaithe agus a íomhá ar an eitleán íomhá, is féidir fad fócasach an chórais optúil a ríomh bunaithe ar airde y' den phhatrún tástála ar an eitleán íomhá. Is féidir le fad fócasach an chórais optúil tástála an fhoirmle seo a leanas a úsáid:

2.2 GaiseachMmodh
Léirítear an figiúr scéimreach de mhodh Gaussach chun fad fócasach córais optúla a thástáil mar seo thíos:

San fhigiúr, léirítear príomhphlánaí tosaigh agus cúil an chórais optúil atá faoi thástáil mar P agus P' faoi seach, agus is é d an fad idir an dá phríomhphlána_P. Ar an modh seo, luach d_Pa mheastar a bheith ar eolas, nó tá a luach beag agus is féidir neamhaird a dhéanamh. Cuirtear réad agus scáileán glactha ag na foircinn chlé agus ar dheis, agus déantar an fad eatarthu a thaifeadadh mar L, nuair is gá go mbeadh L níos mó ná 4 huaire fad fócasach an chórais atá faoi thástáil. Is féidir an córas atá á thástáil a chur in dhá shuíomh, a luaitear mar shuíomh 1 agus seasamh 2 faoi seach. Is féidir an réad ar chlé a íomháú go soiléir ar an scáileán glactha. Is féidir an fad idir an dá shuíomh seo (atá ainmnithe mar D) a thomhas. De réir an chaidrimh chomhchuingeach, is féidir linn a fháil:

Ag an dá shuíomh seo, déantar fad fócasach an chórais optúil a thaifeadadh mar s1 agus s2 faoi seach, ansin s2 - s1 = D. Trí fhoirmle a dhíorthú, is féidir linn fad fócasach an chórais optúil a fháil mar atá thíos:

2.3Leinsiméadar
Tá an Lionsaiméadar an-oiriúnach chun córais optúla fad fócasacha a thástáil. Seo a leanas a fhigiúr scéimreach:

Ar dtús, ní chuirtear an lionsa atá á thástáil sa chosán optúil. Téann an sprioc a breathnaíodh ar chlé tríd an lionsa imbhuailte agus déantar solas comhthreomhar. Tá an solas comhthreomhar coinbhéirsithe ag lionsa inréimneach a bhfuil fad fócasach f aige₂agus cruthaíonn sé íomhá shoiléir ag an eitleán íomhá tagartha. Tar éis an cosán optúil a chalabrú, cuirtear an lionsa faoi thástáil ar an gcosán optúil, agus is é f an fad idir an lionsa atá faoi thástáil agus an lionsa inréimneach.₂. Mar thoradh air sin, mar gheall ar ghníomhaíocht an lionsa faoi thástáil, déanfar an bhíoma solais a athfhócasú, rud a fhágann go n-athrófar suíomh an eitleáin íomhá, rud a fhágann go mbeidh íomhá soiléir ag suíomh an eitleáin íomhá nua sa léaráid. Is é x an fad idir an eitleán íomhá nua agus an lionsa inréimneach. Bunaithe ar an gcaidreamh réad-íomhá, is féidir fad fócasach an lionsa atá á thástáil a thuiscint mar:

Go praiticiúil, baineadh úsáid as an lionsaiméadar go forleathan i dtomhas fócasach barr lionsaí spéaclaí, agus tá na buntáistí a bhaineann le hoibriú simplí agus cruinneas iontaofa.

2.4 AbbaReireatoiméadar

Is modh eile é an refractometer Abbe chun fad fócasach na gcóras optúil a thástáil. Seo a leanas a fhigiúr scéimreach:

Cuir dhá rialóir a bhfuil airde difriúla acu ar thaobh an dromchla ruda den lionsa atá á thástáil, is iad sin pláta scála 1 agus pláta scála 2. Is iad y1 agus y2 airde na plátaí scála comhfhreagracha. Is é e an fad idir an dá scálaphláta, agus is é u an uillinn idir barrlíne an rialóra agus an ais optúil. Tá an scálaphlátáilte á híomháú ag an lionsa tástálaithe le fad fócasach f. Tá micreascóp suiteáilte ag deireadh dromchla an íomhá. Trí shuíomh an mhicreascóp a bhogadh, faightear na híomhánna barr den dá scálaphláta. Ag an am seo, is é y an fad idir an micreascóp agus an ais optúil. De réir an chaidrimh réad-íomhá, is féidir linn an fad fócasach a fháil mar:

2.5 Sraonmhéadracht MoireModh
Úsáidfidh modh sraonmhéadrachta Moiré dhá shraith de rialuithe Ronchi i léasacha solais comhthreomhara. Is patrún cosúil le greille é rialú Ronchi de scannán cróimiam miotail a thaisceadh ar fhoshraith ghloine, a úsáidtear go coitianta chun feidhmíocht na gcóras optúil a thástáil. Úsáideann an modh an t-athrú ar imeall Moiré atá déanta ag an dá ghrád chun fad fócasach an chórais optúil a thástáil. Is é seo a leanas léaráid scéimreach an phrionsabail:

Sa fhigiúr thuas, déantar an réad a breathnaíodh, tar éis dul tríd an collimator, ina bhíoma comhthreomhar. Sa chosán optúil, gan an lionsa tástálaithe a chur leis ar dtús, téann an léas comhthreomhar trí dhá ghrád le uillinn díláithrithe θ agus spásáil gríl de d, ag cruthú sraith d'imill Moiré ar an eitleán íomhá. Ansin, cuirtear an lionsa tástála ar an gcosán optúil. Tar éis athraonta an lionsa, déanfaidh an solas bunaidh imbhuailte fad fócasach áirithe. Is féidir ga cuaire an léas solais a fháil ón bhfoirmle seo a leanas:

De ghnáth cuirtear an lionsa atá á thástáil an-ghar don chéad ghríl, agus mar sin comhfhreagraíonn an luach R san fhoirmle thuas d'fhad fócasach an lionsa. Is é an buntáiste a bhaineann leis an modh seo ná gur féidir leis fad fócasach na gcóras fad fócasach dearfach agus diúltach a thástáil.

2.6 OptúilFiberAuathchoiliúintMmodh
Taispeántar prionsabal an mhodh uath-chomhchruinnithe snáithíní optúla chun fad fócasach an lionsa a thástáil sa fhigiúr thíos. Úsáideann sé snáthoptaice chun léas éagsúil a astú a théann tríd an lionsa atá á thástáil agus ansin isteach i scáthán eitleáin. Léiríonn na trí chosáin optúla san fhigiúr coinníollacha an tsnáithín optúil laistigh den fhócas, laistigh den fhócas, agus lasmuigh den fhócas faoi seach. Trí shuíomh an lionsa faoi thástáil a bhogadh ar ais agus amach, is féidir leat teacht ar shuíomh an chinn snáithíní ag an bhfócas. Ag an am seo, tá an beam féin-chomhchruinnithe, agus tar éis machnamh a dhéanamh ag an scáthán eitleáin, fillfidh an chuid is mó den fhuinneamh go dtí seasamh an chinn snáithíní. Tá an modh simplí i bprionsabal agus éasca le cur i bhfeidhm.

3.Conclusion

Is paraiméadar tábhachtach de chóras optúil é fad fócasach. San Airteagal seo, déanaimid mionsonrú ar choincheap fad fócasach an chórais optúla agus a modhanna tástála. In éineacht leis an léaráid scéimreach, mínímid an sainmhíniú ar fhad fócasach, lena n-áirítear na coincheapa a bhaineann le fad fócasach íomhá-taobh, fad fócasach taobh réad, agus fad fócasach tosaigh le cúl. Go praiticiúil, tá go leor modhanna ann chun fad fócasach córais optúla a thástáil. Tugann an t-alt seo isteach prionsabail tástála an mhodh collimator, modh Gaussach, modh tomhais fad fócasach, modh tomhais fad fócasach Abbe, modh sraonadh Moiré, agus modh uath-chomhchruinnithe snáithíní optúla. Creidim, tríd an alt seo a léamh, go mbeidh tuiscint níos fearr agat ar na paraiméadair fad fócasach i gcórais optúla.