Sainmhíniú agus Modhanna Tástála Fad Fócasach Córas Optúil

1. Fad Fócasach Córas Optúil

Is táscaire an-tábhachtach den chóras optúil é an fad fócasach, maidir le coincheap an fhad fócasach, tá tuiscint níos mó againn air, déanaimid athbhreithniú air anseo.
Is tomhas ar thiúchan nó ar éagsúlacht solais i gcóras optúil é fad fócasach córais optúil, arb é an fad é ó lár optúil an chórais optúil go fócas an bhíoma nuair a thagann solas comhthreomhar isteach. Úsáidimid an léaráid seo a leanas chun an coincheap seo a léiriú.

Sa fhigiúr thuas, comhtháthaíonn an bhíoma comhthreomhar a thagann ón taobh clé, tar éis dó dul tríd an gcóras optúil, le fócas na híomhá F', trasnaíonn líne shíneadh droim ar ais an gha chomhthreomhar teagmhais leis an líne shíneadh chomhfhreagrach den gha comhthreomhar teagmhais ag pointe, agus tugtar an príomhphlána cúil ar an dromchla a théann thar an bpointe seo agus atá ingearach leis an ais optúil, trasnaíonn an príomhphlána cúil leis an ais optúil ag pointe P2, ar a dtugtar an príomhphointe (nó an lárphointe optúil), an fad idir an príomhphointe agus fócas na híomhá, is é sin an rud a thugaimid an fad fócasach air de ghnáth, is é an t-ainm iomlán fad fócasach éifeachtach na híomhá.
Is léir ón bhfigiúr freisin gurb é an fad fócasach cúil (BFL) an fad ón dromchla deireanach den chóras optúil go dtí an pointe fócasach F' den íomhá. Dá réir sin, má thagann an bhíoma comhthreomhar ón taobh deas, 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 iad a úsáid chun fad fócasach córas optúil a thástáil. Bunaithe ar phrionsabail éagsúla, is féidir na modhanna tástála fad fócasach a roinnt ina thrí chatagóir. Tá an chéad chatagóir bunaithe ar shuíomh eitleán na híomhá, úsáideann an dara catagóir an gaol idir formhéadú agus fad fócasach chun luach an fhaid fócasach a fháil, agus úsáideann an tríú catagóir cuar tonnfhaid an bhíoma solais intreabhach chun luach an fhaid fócasach a fháil.
Sa chuid seo, cuirfimid i láthair na modhanna a úsáidtear go coitianta chun fad fócasach córas optúil a thástáil:

2.1CModh Ollimatóra

Léirítear sa léaráid thíos prionsabal úsáid choiliméitéara chun fad fócasach córais optúil a thástáil:

Sa fhigiúr, tá an patrún tástála suite ag fócas an choiliméiteora. Tá airde y an phatrúin tástála agus an fad fócasach f_cTá ' an choiliméitéara ar eolas. Tar éis don chóras optúil tástála an bhíoma comhthreomhar a astaítear ón gcoiliméitéar a chomhthionól agus a íomháú ar an eitleán íomhá, is féidir fad fócasach an chórais optúil a ríomh bunaithe ar airde y' an phatrúin tástála ar an eitleán íomhá. Is féidir fad fócasach an chórais optúil tástála a úsáid leis an bhfoirmle seo a leanas:

2.2 GaussachMmodh
Taispeántar an figiúr scéimeach den mhodh Gaussach chun fad fócasach córais optúil a thástáil mar seo a leanas:

Sa fhigiúr, léirítear príomheitleáin tosaigh agus chúl an chórais optúil atá faoi thástáil mar P agus P' faoi seach, agus is é d an fad idir an dá phríomheitleán._PSa mhodh seo, luach d_Pmeastar go bhfuil sé ar eolas, nó go bhfuil a luach beag agus gur féidir neamhaird a dhéanamh de. Cuirtear réad agus scáileán glactha ag na foircinn chlé agus dheis, agus taifeadtar an fad eatarthu mar L, áit a gcaithfidh L a bheith níos mó ná 4 huaire fad fócasach an chórais atá faoi thástáil. Is féidir an córas atá faoi thástáil a chur i ndá shuíomh, ar a dtugtar suíomh 1 agus suíomh 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 (ar a dtugtar D) a thomhas. De réir an chaidrimh chomhchuingigh, is féidir linn a fháil:

Ag an dá shuíomh seo, taifeadtar achair na réada mar s1 agus s2 faoi seach, ansin s2 - s1 = D. Trí dhíorthú foirmle, is féidir linn fad fócasach an chórais optúil a fháil mar seo a leanas:

2.3Lensiméadar
Tá an Lensometer an-oiriúnach chun córais optúla fad fócasach fada a thástáil. Seo a leanas a fhigiúr sceitseach:

Ar dtús, ní chuirtear an lionsa atá faoi thástáil sa chonair optúil. Téann an sprioc breathnaithe ar chlé tríd an lionsa comhlínithe agus éiríonn sé ina sholas comhthreomhar. Comhthreomharaítear an solas comhthreomhar le lionsa comhthreomhar le fad fócasach f₂agus cruthaíonn sé íomhá shoiléir ag an eitleán íomhá tagartha. Tar éis an cosán optúil a chalabrú, cuirtear an lionsa atá faoi thástáil sa chonair optúil, agus is é f an fad idir an lionsa atá faoi thástáil agus an lionsa comhtháite.₂Mar thoradh air sin, mar gheall ar ghníomh an lionsa atá faoi thástáil, déanfar an léas solais a athfhócasú, rud a fhágann go n-athróidh suíomh an eitleáin íomhá, agus mar thoradh air sin beidh íomhá shoiléir ag suíomh an eitleáin íomhá nua sa léaráid. Léirítear an fad idir an eitleán íomhá nua agus an lionsa comhtháite mar x. Bunaithe ar an ngaol réad-íomhá, is féidir fad fócasach an lionsa atá faoi thástáil a bhaint amach mar seo a leanas:

Go praiticiúil, úsáideadh an lionsaiméadar go forleathan i dtomhas fócasach uachtarach lionsaí spéaclaí, agus tá na buntáistí a bhaineann le hoibriú simplí agus cruinneas iontaofa aige.

2.4 AibíRefractometer

Is modh eile é an refractiméadar Abbe chun fad fócasach córas optúil a thástáil. Seo a leanas a fhigiúr sceitseach:

Cuir dhá rialóir le hairde difriúla ar thaobh dhromchla an réada den lionsa atá faoi thástáil, eadhon 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 phláta scála, agus is é u an uillinn idir barrlíne an rialóra agus an ais optúil. Déantar íomháú den phláta scála leis an lionsa tástála le fad fócasach f. Suiteáiltear micreascóp ag ceann dhromchla na híomhá. Trí shuíomh an mhicreascóip a bhogadh, aimsítear íomhánna uachtaracha an dá phláta scála. Ag an am seo, léirítear an fad idir an micreascóp agus an ais optúil mar y. De réir an chaidrimh réada-íomhá, is féidir linn an fad fócasach a fháil mar:

2.5 Díflectiméadracht MoireModh
Úsáidfidh an modh díflectiméadrachta Moiré dhá shraith de rialuithe Ronchi i léas solais comhthreomhara. Is patrún cosúil le greille de scannán cróimiam miotail é rialú Ronchi atá taiscthe ar foshraith ghloine, a úsáidtear go coitianta chun feidhmíocht córas optúil a thástáil. Úsáideann an modh an t-athrú i bhfrainsí Moiré a chruthaíonn an dá ghreille chun fad fócasach an chórais optúil a thástáil. Seo a leanas léaráid scéimeach an phrionsabail:

Sa fhigiúr thuas, tar éis don réad breathnaithe dul tríd an gcoiliméitir, bíonn sé ina bhíoma comhthreomhar. Sa chonair optúil, gan an lionsa tástála a chur leis ar dtús, téann an bhíoma comhthreomhar trí dhá ghríl le huillinn díláithrithe θ agus spásáil ghríl d, ag cruthú sraith imill Moiré ar an eitleán íomhá. Ansin, cuirtear an lionsa tástála sa chonair optúil. Tar éis athraonadh ag an lionsa, ginfidh an solas coiliméitithe bunaidh fad fócasach áirithe. Is féidir ga cuartha an bhíoma solais a fháil ón bhfoirmle seo a leanas:

De ghnáth, cuirtear an lionsa atá faoi thástáil an-ghar don chéad ghríl, mar sin comhfhreagraíonn an luach R sa fhoirmle thuas do fhad fócasach an lionsa. Is é buntáiste an mhodha seo gur féidir leis fad fócasach córas faid fócasach dearfach agus diúltach a thástáil.

2.6 OptúilFiberAuath-choilíniúMmodh
Léirítear sa fhigiúr thíos prionsabal úsáid an mhodha uath-choilínithe snáithíní optúla chun fad fócasach an lionsa a thástáil. Úsáideann sé snáithíní optúla chun bhíoma eisréimneach a astú a théann tríd an lionsa atá á thástáil agus ansin isteach ar scáthán plánach. Léiríonn na trí chosán optúla sa fhigiúr coinníollacha an tsnáithín optúil laistigh den fhócas, laistigh den fhócas, agus lasmuigh den fhócas faoi seach. Trí shuíomh an lionsa atá á thástáil a bhogadh ar ais agus ar aghaidh, is féidir leat suíomh cheann an tsnáithín ag an bhfócas a fháil. Ag an am seo, tá an bhíoma féin-choilínithe, agus tar éis machnaimh ag an scáthán plánach, fillfidh an chuid is mó den fhuinneamh ar shuíomh cheann an tsnáithín. Tá an modh simplí i bprionsabal agus éasca le cur i bhfeidhm.

3.Conclúid

Is paraiméadar tábhachtach de chóras optúil é an fad fócasach. San alt seo, déanaimid mionsonraí ar choincheap fhad fócasach an chórais optúil agus a mhodhanna tástála. In éineacht leis an léaráid scéimeach, mínímid sainmhíniú an fhaid fócasach, lena n-áirítear coincheapa an fhaid fócasach taobh na híomhá, an fhaid fócasach taobh an réada, agus an fhaid fócasach tosaigh go cúl. Go praiticiúil, tá go leor modhanna ann chun fad fócasach córais optúil a thástáil. Tugann an t-alt seo isteach prionsabail tástála an mhodha choiliméitéara, an mhodha Gaussach, an mhodha tomhais fad fócasach, an mhodha tomhais fad fócasach Abbe, an mhodha diallta Moiré, agus an mhodha uath-choiliméitithe snáithíní optúla. Creidim tríd an alt seo a léamh, go mbeidh tuiscint níos fearr agat ar na paraiméadair fad fócasach i gcórais optúla.