光学透镜生产厂家教你6种测量透镜焦距的常用方法
透镜焦距原理介绍
以一片薄的透镜为例,通常认为透镜的中心点(即光心,如图中点O所示)即为主点; 那么此时的焦距即为沿着光轴从主点到焦点的距离。 而对于具有一定厚度的透镜,我们可以更详细地将主点分为前主点和后主点。 从前焦点(物方焦点)发出的入射光线(及其延长线)与平行出射光线(及其延长线)相交,由交点集合所构成的面称为前主面,前主面与透镜光轴的交点就是前主点(或第一主点、物方主点),如图点P所示; 相应地,平行入射光线(及其延长线)与聚焦出射光线(及其延长线)相交,由交点集合所构成的面称为后主面,后主面与透镜光轴的交点就是后主点(或第二主点、像方主点),如图点P'所示。 此时从主点到焦点的距离即为透镜的有效焦距(EFL),物方焦点与物方主点的距离称为物方焦距; 像方焦点与像方主点的距离称为像方焦距。
透镜焦距测量方法
自准直法
如图所示,P为物体,L为凸透镜,f为凸透镜的焦距,M为平面镜。 若物体处于凸透镜的前焦平面上,物体上任一点发出的光束经过凸透镜成为平行光束,平行光由平面镜反射后仍为平行光,再经过凸透镜必然会聚于焦平面上,得到与原来物体等大的倒立实像P',此时物体与透镜之间的距离就等于透镜的焦距。
二次成像法
使用二次成像法测量透镜的焦距f,需使物屏与像屏的间距 L>4f 并固定不变,在物屏和像屏之间移动待测透镜,可以在像屏上得到一个清晰放大的像或一个清晰缩小的像。 测量透镜两次成像时位置的距离D,根据公式 f=L2−D24L 即可算出待测透镜的焦距。
平行光管法
平行光管是一种能发射平行光束的精密光学仪器,它有一个质量优良的准直物镜Lo,其焦距是经过精确测定的。 在平行光管内物镜的焦平面上有一块表面上刻有多组标准线对的透明玻璃板,称为玻罗板。 用小电珠照明玻罗板,玻罗板上每点发出的光束经物镜后转变为平行光束。 平行光束经待测透镜后成清晰像于目镜的分划板上,只需测出玻罗板线对的像高,即可算出待测透镜的焦距。 原理图如下:
焦度计法
焦度计比较适用于长焦距透镜的焦距测量,其测量原理示意图如下:
莫尔偏折法
莫尔偏折法的测量结构如图所示,将两个周期均为p的朗奇光栅G1和G2置于待测透镜后方的l处,并且G1和G2间确保一个∆的距离,光栅周期p在经过∆后的周期变为p′,其两者间的关系满足以下公式:p′=f−l−Δf−l⋅p