ఫోకల్ లెంగ్త్ ఆఫ్ ఆప్టికల్ సిస్టమ్స్ డెఫినిషన్ మరియు టెస్టింగ్ మెథడ్స్

1.ఆప్టికల్ సిస్టమ్స్ యొక్క ఫోకల్ లెంగ్త్

ఫోకల్ పొడవు అనేది ఆప్టికల్ సిస్టమ్ యొక్క చాలా ముఖ్యమైన సూచిక, ఫోకల్ పొడవు భావన కోసం, మాకు ఎక్కువ లేదా తక్కువ అవగాహన ఉంది, మేము ఇక్కడ సమీక్షిస్తాము.
ఆప్టికల్ సిస్టమ్ యొక్క ఫోకల్ లెంగ్త్, ఆప్టికల్ సిస్టమ్ యొక్క ఆప్టికల్ సెంటర్ నుండి సమాంతర కాంతి సంఘటన జరిగినప్పుడు పుంజం యొక్క ఫోకస్‌కు దూరం అని నిర్వచించబడింది, ఇది ఆప్టికల్ సిస్టమ్‌లో కాంతి యొక్క ఏకాగ్రత లేదా డైవర్జెన్స్ యొక్క కొలత. ఈ భావనను వివరించడానికి మేము క్రింది రేఖాచిత్రాన్ని ఉపయోగిస్తాము.

పై చిత్రంలో, ఎడమ చివర నుండి సమాంతర పుంజం సంఘటన, ఆప్టికల్ సిస్టమ్‌ను దాటిన తర్వాత, ఇమేజ్ ఫోకస్ F'కి కలుస్తుంది, కన్వర్జింగ్ రే యొక్క రివర్స్ ఎక్స్‌టెన్షన్ లైన్ సంఘటన సమాంతర రే యొక్క సంబంధిత పొడిగింపు రేఖతో కలుస్తుంది a పాయింట్, మరియు ఈ బిందువును దాటి మరియు ఆప్టికల్ అక్షానికి లంబంగా ఉండే ఉపరితలాన్ని బ్యాక్ ప్రిన్సిపల్ ప్లేన్ అంటారు, వెనుక ప్రధాన విమానం పాయింట్ P2 వద్ద ఆప్టికల్ అక్షంతో కలుస్తుంది, దీనిని ప్రధాన బిందువు (లేదా ఆప్టికల్ సెంటర్ పాయింట్) అంటారు. ప్రధాన పాయింట్ మరియు ఇమేజ్ ఫోకస్ మధ్య దూరం, దీనిని మనం సాధారణంగా ఫోకల్ లెంగ్త్ అని పిలుస్తాము, పూర్తి పేరు చిత్రం యొక్క ప్రభావవంతమైన ఫోకల్ పొడవు.
ఆప్టికల్ సిస్టమ్ యొక్క చివరి ఉపరితలం నుండి చిత్రం యొక్క ఫోకల్ పాయింట్ F' వరకు ఉన్న దూరాన్ని బ్యాక్ ఫోకల్ లెంగ్త్ (BFL) అని కూడా ఫిగర్ నుండి చూడవచ్చు. తదనుగుణంగా, సమాంతర పుంజం కుడి వైపు నుండి సంభవించినట్లయితే, ప్రభావవంతమైన ఫోకల్ పొడవు మరియు ఫ్రంట్ ఫోకల్ పొడవు (FFL) భావనలు కూడా ఉన్నాయి.

2. ఫోకల్ లెంగ్త్ టెస్టింగ్ మెథడ్స్

ఆచరణలో, ఆప్టికల్ సిస్టమ్స్ యొక్క ఫోకల్ పొడవును పరీక్షించడానికి అనేక పద్ధతులు ఉపయోగించబడతాయి. వివిధ సూత్రాల ఆధారంగా, ఫోకల్ లెంగ్త్ టెస్టింగ్ పద్ధతులను మూడు వర్గాలుగా విభజించవచ్చు. మొదటి వర్గం ఇమేజ్ ప్లేన్ యొక్క స్థానంపై ఆధారపడి ఉంటుంది, రెండవ వర్గం ఫోకల్ పొడవు విలువను పొందేందుకు మాగ్నిఫికేషన్ మరియు ఫోకల్ పొడవు మధ్య సంబంధాన్ని ఉపయోగిస్తుంది మరియు మూడవ వర్గం ఫోకల్ పొడవు విలువను పొందేందుకు కన్వర్జింగ్ లైట్ బీమ్ యొక్క వేవ్‌ఫ్రంట్ వక్రతను ఉపయోగిస్తుంది. .
ఈ విభాగంలో, మేము ఆప్టికల్ సిస్టమ్స్ యొక్క ఫోకల్ పొడవును పరీక్షించడానికి సాధారణంగా ఉపయోగించే పద్ధతులను పరిచయం చేస్తాము:

2.1Cఒలిమేటర్ పద్ధతి

ఆప్టికల్ సిస్టమ్ యొక్క ఫోకల్ పొడవును పరీక్షించడానికి కొలిమేటర్‌ని ఉపయోగించే సూత్రం క్రింది రేఖాచిత్రంలో చూపబడింది:

చిత్రంలో, పరీక్ష నమూనా కొలిమేటర్ దృష్టిలో ఉంచబడుతుంది. పరీక్ష నమూనా యొక్క ఎత్తు y మరియు ఫోకల్ పొడవు f_c' కొలిమేటర్ అంటారు. కొలిమేటర్ ద్వారా విడుదలయ్యే సమాంతర పుంజం పరీక్షించిన ఆప్టికల్ సిస్టమ్ ద్వారా కలుస్తుంది మరియు ఇమేజ్ ప్లేన్‌పై చిత్రీకరించబడిన తర్వాత, ఇమేజ్ ప్లేన్‌లోని పరీక్ష నమూనా యొక్క ఎత్తు y' ఆధారంగా ఆప్టికల్ సిస్టమ్ యొక్క ఫోకల్ పొడవును లెక్కించవచ్చు. పరీక్షించిన ఆప్టికల్ సిస్టమ్ యొక్క ఫోకల్ పొడవు క్రింది సూత్రాన్ని ఉపయోగించవచ్చు:

2.2 గాస్సియన్Mపద్ధతి
ఆప్టికల్ సిస్టమ్ యొక్క ఫోకల్ పొడవును పరీక్షించడానికి గాస్సియన్ పద్ధతి యొక్క స్కీమాటిక్ ఫిగర్ క్రింది విధంగా చూపబడింది:

చిత్రంలో, పరీక్షలో ఉన్న ఆప్టికల్ సిస్టమ్ యొక్క ముందు మరియు వెనుక ప్రధాన విమానాలు వరుసగా P మరియు P'గా సూచించబడతాయి మరియు రెండు ప్రధాన విమానాల మధ్య దూరం d_P. ఈ పద్ధతిలో, డి విలువ_Pతెలిసినట్లుగా పరిగణించబడుతుంది లేదా దాని విలువ చిన్నది మరియు విస్మరించబడుతుంది. ఒక వస్తువు మరియు స్వీకరించే స్క్రీన్ ఎడమ మరియు కుడి చివరలలో ఉంచబడతాయి మరియు వాటి మధ్య దూరం L గా నమోదు చేయబడుతుంది, ఇక్కడ L పరీక్షలో ఉన్న సిస్టమ్ యొక్క ఫోకల్ పొడవు కంటే 4 రెట్లు ఎక్కువగా ఉండాలి. పరీక్షలో ఉన్న సిస్టమ్‌ను రెండు స్థానాల్లో ఉంచవచ్చు, వరుసగా స్థానం 1 మరియు స్థానం 2గా సూచించబడుతుంది. ఎడమ వైపున ఉన్న వస్తువును స్వీకరించే స్క్రీన్‌పై స్పష్టంగా చిత్రించవచ్చు. ఈ రెండు స్థానాల మధ్య దూరాన్ని (Dగా సూచిస్తారు) కొలవవచ్చు. సంయోగ సంబంధం ప్రకారం, మనం పొందవచ్చు:

ఈ రెండు స్థానాల వద్ద, ఆబ్జెక్ట్ దూరాలు వరుసగా s1 మరియు s2గా నమోదు చేయబడతాయి, ఆపై s2 - s1 = D. ఫార్ములా ఉత్పన్నం ద్వారా, మనం ఆప్టికల్ సిస్టమ్ యొక్క ఫోకల్ పొడవును క్రింది విధంగా పొందవచ్చు:

2.3ఎల్ఎన్సోమీటర్
పొడవైన ఫోకల్ లెంగ్త్ ఆప్టికల్ సిస్టమ్‌లను పరీక్షించడానికి లెన్సోమీటర్ చాలా అనుకూలంగా ఉంటుంది. దీని స్కీమాటిక్ ఫిగర్ క్రింది విధంగా ఉంది:

మొదట, పరీక్షలో ఉన్న లెన్స్ ఆప్టికల్ మార్గంలో ఉంచబడలేదు. ఎడమవైపు గమనించిన లక్ష్యం కొలిమేటింగ్ లెన్స్ గుండా వెళుతుంది మరియు సమాంతర కాంతిగా మారుతుంది. సమాంతర కాంతి f యొక్క ఫోకల్ పొడవుతో కన్వర్జింగ్ లెన్స్ ద్వారా కలుస్తుంది₂మరియు రిఫరెన్స్ ఇమేజ్ ప్లేన్ వద్ద స్పష్టమైన చిత్రాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. ఆప్టికల్ మార్గం క్రమాంకనం చేసిన తర్వాత, పరీక్షలో ఉన్న లెన్స్ ఆప్టికల్ మార్గంలో ఉంచబడుతుంది మరియు పరీక్షలో ఉన్న లెన్స్ మరియు కన్వర్జింగ్ లెన్స్ మధ్య దూరం f₂. ఫలితంగా, పరీక్షలో ఉన్న లెన్స్ యొక్క చర్య కారణంగా, కాంతి పుంజం రీఫోకస్ చేయబడుతుంది, దీని వలన ఇమేజ్ ప్లేన్ స్థానంలో మార్పు వస్తుంది, దీని ఫలితంగా రేఖాచిత్రంలో కొత్త ఇమేజ్ ప్లేన్ స్థానం వద్ద స్పష్టమైన చిత్రం ఉంటుంది. కొత్త ఇమేజ్ ప్లేన్ మరియు కన్వర్జింగ్ లెన్స్ మధ్య దూరం x గా సూచించబడుతుంది. ఆబ్జెక్ట్-ఇమేజ్ సంబంధం ఆధారంగా, పరీక్షలో ఉన్న లెన్స్ యొక్క ఫోకల్ పొడవును ఇలా ఊహించవచ్చు:

ఆచరణలో, లెన్సోమీటర్ అనేది కళ్ళజోడు లెన్స్‌ల యొక్క టాప్ ఫోకల్ కొలతలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడింది మరియు సాధారణ ఆపరేషన్ మరియు విశ్వసనీయ ఖచ్చితత్వం యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది.

2.4 అబ్బేRఎఫ్రాక్టోమీటర్

ఆప్టికల్ సిస్టమ్స్ యొక్క ఫోకల్ పొడవును పరీక్షించడానికి అబ్బే రిఫ్రాక్టోమీటర్ మరొక పద్ధతి. దీని స్కీమాటిక్ ఫిగర్ క్రింది విధంగా ఉంది:

పరీక్షలో ఉన్న లెన్స్ యొక్క ఆబ్జెక్ట్ ఉపరితలం వైపు వేర్వేరు ఎత్తులతో రెండు రూలర్‌లను ఉంచండి, అవి స్కేల్‌ప్లేట్ 1 మరియు స్కేల్‌ప్లేట్ 2. సంబంధిత స్కేల్‌ప్లేట్‌ల ఎత్తు y1 మరియు y2. రెండు స్కేల్‌ప్లేట్‌ల మధ్య దూరం e, మరియు పాలకుడి ఎగువ రేఖ మరియు ఆప్టికల్ అక్షం మధ్య కోణం u. స్కేల్‌ప్లేటెడ్ ఫోకల్ లెంగ్త్ fతో పరీక్షించిన లెన్స్ ద్వారా చిత్రించబడుతుంది. చిత్రం ఉపరితల ముగింపులో మైక్రోస్కోప్ వ్యవస్థాపించబడింది. మైక్రోస్కోప్ యొక్క స్థానాన్ని తరలించడం ద్వారా, రెండు స్కేల్‌ప్లేట్ల యొక్క పై చిత్రాలు కనుగొనబడతాయి. ఈ సమయంలో, మైక్రోస్కోప్ మరియు ఆప్టికల్ యాక్సిస్ మధ్య దూరం y గా సూచించబడుతుంది. ఆబ్జెక్ట్-ఇమేజ్ సంబంధం ప్రకారం, మనం ఫోకల్ లెంగ్త్‌ని ఇలా పొందవచ్చు:

2.5 మోయిర్ డిఫ్లెక్టోమెట్రీపద్ధతి
మోయిరే డిఫ్లెక్టోమెట్రీ పద్ధతి సమాంతర కాంతి కిరణాలలో రెండు సెట్ల రోంచి రూలింగ్‌లను ఉపయోగిస్తుంది. రోంచీ రూలింగ్ అనేది గ్లాస్ సబ్‌స్ట్రేట్‌పై నిక్షిప్తం చేయబడిన మెటల్ క్రోమియం ఫిల్మ్ యొక్క గ్రిడ్ లాంటి నమూనా, సాధారణంగా ఆప్టికల్ సిస్టమ్‌ల పనితీరును పరీక్షించడానికి ఉపయోగిస్తారు. ఆప్టికల్ సిస్టమ్ యొక్క ఫోకల్ పొడవును పరీక్షించడానికి రెండు గ్రేటింగ్‌ల ద్వారా ఏర్పడిన మోయిర్ అంచులలో మార్పును ఈ పద్ధతి ఉపయోగించుకుంటుంది. సూత్రం యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం క్రింది విధంగా ఉంది:

పై చిత్రంలో, గమనించిన వస్తువు, కొలిమేటర్ గుండా వెళ్ళిన తర్వాత, సమాంతర పుంజం అవుతుంది. ఆప్టికల్ మార్గంలో, ముందుగా పరీక్షించిన లెన్స్‌ను జోడించకుండా, సమాంతర పుంజం θ యొక్క స్థానభ్రంశం కోణం మరియు d యొక్క గ్రేటింగ్ స్పేసింగ్‌తో రెండు గ్రేటింగ్‌ల గుండా వెళుతుంది, ఇది ఇమేజ్ ప్లేన్‌పై మోయిరే అంచుల సమితిని ఏర్పరుస్తుంది. అప్పుడు, పరీక్షించిన లెన్స్ ఆప్టికల్ మార్గంలో ఉంచబడుతుంది. అసలైన కొలిమేటెడ్ కాంతి, లెన్స్ ద్వారా వక్రీభవనం తర్వాత, ఒక నిర్దిష్ట ఫోకల్ పొడవును ఉత్పత్తి చేస్తుంది. కాంతి పుంజం యొక్క వక్రత వ్యాసార్థాన్ని క్రింది సూత్రం నుండి పొందవచ్చు:

సాధారణంగా పరీక్షలో ఉన్న లెన్స్ మొదటి గ్రేటింగ్‌కు చాలా దగ్గరగా ఉంచబడుతుంది, కాబట్టి పై సూత్రంలోని R విలువ లెన్స్ యొక్క ఫోకల్ పొడవుకు అనుగుణంగా ఉంటుంది. ఈ పద్ధతి యొక్క ప్రయోజనం ఏమిటంటే ఇది సానుకూల మరియు ప్రతికూల ఫోకల్ పొడవు వ్యవస్థల ఫోకల్ పొడవును పరీక్షించగలదు.

2.6 ఆప్టికల్FiberAutocollimationMపద్ధతి
లెన్స్ యొక్క ఫోకల్ పొడవును పరీక్షించడానికి ఆప్టికల్ ఫైబర్ ఆటోకాలిమేషన్ పద్ధతిని ఉపయోగించే సూత్రం క్రింది చిత్రంలో చూపబడింది. ఇది ఫైబర్ ఆప్టిక్స్‌ను ఉపయోగించి ఒక భిన్నమైన పుంజంను విడుదల చేస్తుంది, అది పరీక్షించబడుతున్న లెన్స్ గుండా వెళుతుంది మరియు తరువాత ఒక ప్లేన్ మిర్రర్‌పైకి వెళుతుంది. చిత్రంలో ఉన్న మూడు ఆప్టికల్ మార్గాలు వరుసగా ఫోకస్ లోపల, ఫోకస్ లోపల మరియు ఫోకస్ వెలుపల ఆప్టికల్ ఫైబర్ యొక్క పరిస్థితులను సూచిస్తాయి. పరీక్షలో ఉన్న లెన్స్ స్థానాన్ని ముందుకు వెనుకకు తరలించడం ద్వారా, మీరు ఫోకస్ వద్ద ఫైబర్ హెడ్ స్థానాన్ని కనుగొనవచ్చు. ఈ సమయంలో, పుంజం స్వీయ-కొలిమేట్ అవుతుంది మరియు విమానం అద్దం ద్వారా ప్రతిబింబించిన తర్వాత, చాలా శక్తి ఫైబర్ హెడ్ యొక్క స్థానానికి తిరిగి వస్తుంది. పద్ధతి సూత్రప్రాయంగా సులభం మరియు అమలు చేయడం సులభం.

3. ముగింపు

ఫోకల్ పొడవు అనేది ఆప్టికల్ సిస్టమ్ యొక్క ముఖ్యమైన పరామితి. ఈ ఆర్టికల్‌లో, ఆప్టికల్ సిస్టమ్ ఫోకల్ లెంగ్త్ మరియు దాని టెస్టింగ్ పద్ధతుల గురించి మేము వివరంగా వివరించాము. స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రంతో కలిపి, మేము ఇమేజ్-సైడ్ ఫోకల్ లెంగ్త్, ఆబ్జెక్ట్-సైడ్ ఫోకల్ లెంగ్త్ మరియు ఫ్రంట్-టు-బ్యాక్ ఫోకల్ లెంగ్త్ భావనలతో సహా ఫోకల్ లెంగ్త్ యొక్క నిర్వచనాన్ని వివరిస్తాము. ఆచరణలో, ఆప్టికల్ సిస్టమ్ యొక్క ఫోకల్ పొడవును పరీక్షించడానికి అనేక పద్ధతులు ఉన్నాయి. ఈ కథనం కొలిమేటర్ పద్ధతి, గాస్సియన్ పద్ధతి, ఫోకల్ పొడవు కొలత పద్ధతి, అబ్బే ఫోకల్ పొడవు కొలత పద్ధతి, మోయిర్ విక్షేపం పద్ధతి మరియు ఆప్టికల్ ఫైబర్ ఆటోకాలిమేషన్ పద్ధతి యొక్క పరీక్షా సూత్రాలను పరిచయం చేస్తుంది. ఈ కథనాన్ని చదవడం ద్వారా, ఆప్టికల్ సిస్టమ్స్‌లోని ఫోకల్ లెంగ్త్ పారామితుల గురించి మీకు మంచి అవగాహన ఉంటుందని నేను నమ్ముతున్నాను.