1.ऑप्टिकल सिस्टम की फोकल लंबाई
फोकल लंबाई ऑप्टिकल प्रणाली का एक बहुत ही महत्वपूर्ण संकेतक है, फोकल लंबाई की अवधारणा के लिए, हमें कमोबेश एक समझ है, हम यहां समीक्षा करते हैं।
ऑप्टिकल सिस्टम की फ़ोकल लंबाई, जिसे ऑप्टिकल सिस्टम के ऑप्टिकल केंद्र से किरण के फ़ोकस तक की दूरी के रूप में परिभाषित किया जाता है, जब समानांतर प्रकाश आपतित होता है, ऑप्टिकल सिस्टम में प्रकाश की सांद्रता या विचलन का एक माप है। हम इस अवधारणा को स्पष्ट करने के लिए निम्नलिखित आरेख का उपयोग करते हैं।
उपरोक्त चित्र में, बाएं छोर से आने वाली समानांतर किरण, ऑप्टिकल सिस्टम से गुजरने के बाद, छवि फोकस F' पर अभिसरित होती है, अभिसारी किरण की विपरीत विस्तार रेखा एक बिंदु पर घटना समानांतर किरण की इसी विस्तार रेखा के साथ प्रतिच्छेद करती है, और वह सतह जो इस बिंदु से गुजरती है और ऑप्टिकल अक्ष के लंबवत होती है उसे बैक प्रिंसिपल प्लेन कहा जाता है, बैक प्रिंसिपल प्लेन ऑप्टिकल अक्ष के साथ बिंदु P2 पर प्रतिच्छेद करता है, जिसे मुख्य बिंदु (या ऑप्टिकल केंद्र बिंदु) कहा जाता है, मुख्य बिंदु और छवि फोकस के बीच की दूरी, इसे हम आमतौर पर फोकल लंबाई कहते हैं, पूरा नाम छवि की प्रभावी फोकल लंबाई है।
चित्र से यह भी देखा जा सकता है कि ऑप्टिकल सिस्टम की अंतिम सतह से छवि के फ़ोकल बिंदु F' तक की दूरी को बैक फ़ोकल लेंथ (BFL) कहा जाता है। इसी तरह, यदि समानांतर किरण दाईं ओर से आती है, तो प्रभावी फ़ोकल लेंथ और फ्रंट फ़ोकल लेंथ (FFL) की अवधारणाएँ भी हैं।
2. फोकल लंबाई परीक्षण विधियाँ
व्यवहार में, ऑप्टिकल सिस्टम की फ़ोकल लंबाई का परीक्षण करने के लिए कई तरीके इस्तेमाल किए जा सकते हैं। विभिन्न सिद्धांतों के आधार पर, फ़ोकल लंबाई परीक्षण विधियों को तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है। पहली श्रेणी छवि तल की स्थिति पर आधारित है, दूसरी श्रेणी फ़ोकल लंबाई मान प्राप्त करने के लिए आवर्धन और फ़ोकल लंबाई के बीच संबंध का उपयोग करती है, और तीसरी श्रेणी फ़ोकल लंबाई मान प्राप्त करने के लिए अभिसारी प्रकाश किरण के तरंग वक्रता का उपयोग करती है।
इस खंड में, हम ऑप्टिकल प्रणालियों की फोकल लंबाई के परीक्षण के लिए आमतौर पर उपयोग की जाने वाली विधियों का परिचय देंगे:
2.1Cओलिमेटर विधि
किसी प्रकाशीय प्रणाली की फोकल लंबाई का परीक्षण करने के लिए कोलिमेटर का उपयोग करने का सिद्धांत नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है:
चित्र में, परीक्षण पैटर्न को कोलाइमेटर के फोकस पर रखा गया है। परीक्षण पैटर्न की ऊंचाई y और फोकल लंबाई fcकोलाइमेटर के ' ज्ञात हैं। कोलाइमेटर द्वारा उत्सर्जित समानांतर बीम को परीक्षण किए गए ऑप्टिकल सिस्टम द्वारा अभिसरित किए जाने और इमेज प्लेन पर इमेज किए जाने के बाद, ऑप्टिकल सिस्टम की फ़ोकल लंबाई की गणना इमेज प्लेन पर परीक्षण पैटर्न की ऊँचाई y' के आधार पर की जा सकती है। परीक्षण किए गए ऑप्टिकल सिस्टम की फ़ोकल लंबाई निम्न सूत्र का उपयोग करके गणना की जा सकती है:
2.2 गौसियनMरीति
किसी प्रकाशीय प्रणाली की फोकल लंबाई के परीक्षण के लिए गॉसियन विधि का योजनाबद्ध चित्र नीचे दर्शाया गया है:
चित्र में, परीक्षण के तहत ऑप्टिकल प्रणाली के सामने और पीछे के मुख्य विमानों को क्रमशः P और P' के रूप में दर्शाया गया है, और दो मुख्य विमानों के बीच की दूरी d हैPइस विधि में, d का मानPज्ञात माना जाता है, या इसका मान छोटा है और इसे अनदेखा किया जा सकता है। एक वस्तु और एक प्राप्त करने वाली स्क्रीन को बाएं और दाएं छोर पर रखा जाता है, और उनके बीच की दूरी L के रूप में दर्ज की जाती है, जहां L को परीक्षण के तहत प्रणाली की फोकल लंबाई से 4 गुना अधिक होना चाहिए। परीक्षण के तहत प्रणाली को दो स्थितियों में रखा जा सकता है, जिन्हें क्रमशः स्थिति 1 और स्थिति 2 के रूप में दर्शाया जाता है। बाईं ओर की वस्तु को प्राप्त करने वाली स्क्रीन पर स्पष्ट रूप से चित्रित किया जा सकता है। इन दो स्थानों (D के रूप में चिह्नित) के बीच की दूरी को मापा जा सकता है। संयुग्म संबंध के अनुसार, हम प्राप्त कर सकते हैं:
इन दो स्थितियों पर, वस्तु की दूरियाँ क्रमशः s1 और s2 के रूप में दर्ज की जाती हैं, फिर s2 - s1 = D. सूत्र व्युत्पन्न के माध्यम से, हम नीचे दिए अनुसार ऑप्टिकल प्रणाली की फोकल लंबाई प्राप्त कर सकते हैं:
2.3एलएन्सोमीटर
लेंसोमीटर लंबी फोकल लंबाई वाली ऑप्टिकल प्रणालियों के परीक्षण के लिए बहुत उपयुक्त है। इसका योजनाबद्ध चित्र इस प्रकार है:
सबसे पहले, परीक्षण के तहत लेंस को ऑप्टिकल पथ में नहीं रखा जाता है। बाईं ओर देखा गया लक्ष्य कोलिमेटिंग लेंस से होकर गुजरता है और समानांतर प्रकाश बन जाता है। समानांतर प्रकाश को f की फोकल लंबाई वाले अभिसारी लेंस द्वारा अभिसरित किया जाता है2और संदर्भ छवि तल पर एक स्पष्ट छवि बनाता है। ऑप्टिकल पथ को कैलिब्रेट करने के बाद, परीक्षण के तहत लेंस को ऑप्टिकल पथ में रखा जाता है, और परीक्षण के तहत लेंस और अभिसारी लेंस के बीच की दूरी f है2परिणामस्वरूप, परीक्षण के तहत लेंस की क्रिया के कारण, प्रकाश किरण पुनः फोकस हो जाएगी, जिससे छवि तल की स्थिति में बदलाव आएगा, जिसके परिणामस्वरूप आरेख में नए छवि तल की स्थिति पर एक स्पष्ट छवि प्राप्त होगी। नए छवि तल और अभिसारी लेंस के बीच की दूरी को x के रूप में दर्शाया गया है। ऑब्जेक्ट-छवि संबंध के आधार पर, परीक्षण के तहत लेंस की फ़ोकल लंबाई का अनुमान इस प्रकार लगाया जा सकता है:
व्यवहार में, लेंसोमीटर का उपयोग चश्मे के लेंसों के शीर्ष फोकल माप में व्यापक रूप से किया गया है, और इसमें सरल संचालन और विश्वसनीय परिशुद्धता के फायदे हैं।
2.4 अब्बेRइफ्रैक्टोमीटर
एब्बे रिफ्रैक्टोमीटर ऑप्टिकल सिस्टम की फोकल लंबाई के परीक्षण के लिए एक और तरीका है। इसका योजनाबद्ध चित्र इस प्रकार है:
परीक्षण के तहत लेंस के ऑब्जेक्ट सतह की ओर अलग-अलग ऊंचाई वाले दो रूलर रखें, अर्थात् स्केलप्लेट 1 और स्केलप्लेट 2। संबंधित स्केलप्लेट की ऊंचाई y1 और y2 है। दो स्केलप्लेट के बीच की दूरी e है, और रूलर की शीर्ष रेखा और ऑप्टिकल अक्ष के बीच का कोण u है। स्केलप्लेट को f की फोकल लंबाई के साथ परीक्षण किए गए लेंस द्वारा चित्रित किया जाता है। छवि सतह के अंत में एक माइक्रोस्कोप स्थापित किया गया है। माइक्रोस्कोप की स्थिति को स्थानांतरित करके, दो स्केलप्लेट की शीर्ष छवियां पाई जाती हैं। इस समय, माइक्रोस्कोप और ऑप्टिकल अक्ष के बीच की दूरी को y के रूप में दर्शाया गया है। ऑब्जेक्ट-इमेज रिलेशनशिप के अनुसार, हम फोकल लंबाई इस प्रकार प्राप्त कर सकते हैं:
2.5 मोइर डिफ्लेक्टोमेट्रीतरीका
मोइरे डिफ्लेक्टोमेट्री विधि समानांतर प्रकाश किरणों में रोंची रूलिंग के दो सेट का उपयोग करेगी। रोंची रूलिंग एक ग्लास सब्सट्रेट पर जमा धातु क्रोमियम फिल्म का एक ग्रिड जैसा पैटर्न है, जिसका उपयोग आमतौर पर ऑप्टिकल सिस्टम के प्रदर्शन के परीक्षण के लिए किया जाता है। यह विधि ऑप्टिकल सिस्टम की फोकल लंबाई का परीक्षण करने के लिए दो ग्रेटिंग द्वारा गठित मोइरे फ्रिंज में परिवर्तन का उपयोग करती है। सिद्धांत का योजनाबद्ध आरेख इस प्रकार है:
ऊपर दिए गए चित्र में, कोलिमेटर से गुजरने के बाद, प्रेक्षित वस्तु एक समानांतर किरण बन जाती है। ऑप्टिकल पथ में, पहले परीक्षण किए गए लेंस को जोड़े बिना, समानांतर किरण θ के विस्थापन कोण और d के झंझरी अंतर के साथ दो झंझरी से गुजरती है, जिससे छवि तल पर मोइरे फ्रिंज का एक सेट बनता है। फिर, परीक्षण किए गए लेंस को ऑप्टिकल पथ में रखा जाता है। मूल कोलिमेटेड प्रकाश, लेंस द्वारा अपवर्तन के बाद, एक निश्चित फ़ोकल लंबाई का उत्पादन करेगा। प्रकाश किरण की वक्रता त्रिज्या निम्नलिखित सूत्र से प्राप्त की जा सकती है:
आमतौर पर परीक्षण के तहत लेंस को पहले ग्रेटिंग के बहुत करीब रखा जाता है, इसलिए उपरोक्त सूत्र में R मान लेंस की फ़ोकल लंबाई से मेल खाता है। इस विधि का लाभ यह है कि यह सकारात्मक और नकारात्मक फ़ोकल लंबाई प्रणालियों की फ़ोकल लंबाई का परीक्षण कर सकता है।
2.6 ऑप्टिकलFआइबरAयूटोकॉलिमेशनMरीति
लेंस की फोकल लंबाई का परीक्षण करने के लिए ऑप्टिकल फाइबर ऑटोकॉलिमेशन विधि का उपयोग करने का सिद्धांत नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। यह फाइबर ऑप्टिक्स का उपयोग करके एक डायवर्जेंट बीम उत्सर्जित करता है जो परीक्षण किए जा रहे लेंस से होकर गुजरता है और फिर एक समतल दर्पण पर पड़ता है। चित्र में तीन ऑप्टिकल पथ क्रमशः फोकस के भीतर, फोकस के भीतर और फोकस के बाहर ऑप्टिकल फाइबर की स्थितियों को दर्शाते हैं। परीक्षण के तहत लेंस की स्थिति को आगे-पीछे करके, आप फोकस पर फाइबर हेड की स्थिति पा सकते हैं। इस समय, बीम स्व-कॉलिमेटेड है, और समतल दर्पण द्वारा परावर्तन के बाद, अधिकांश ऊर्जा फाइबर हेड की स्थिति में वापस आ जाएगी। विधि सिद्धांत रूप में सरल है और इसे लागू करना आसान है।
3.निष्कर्ष
फ़ोकल लंबाई ऑप्टिकल सिस्टम का एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। इस लेख में, हम ऑप्टिकल सिस्टम फ़ोकल लंबाई की अवधारणा और इसके परीक्षण के तरीकों के बारे में विस्तार से बताते हैं। योजनाबद्ध आरेख के साथ, हम फ़ोकल लंबाई की परिभाषा की व्याख्या करते हैं, जिसमें छवि-पक्ष फ़ोकल लंबाई, ऑब्जेक्ट-साइड फ़ोकल लंबाई और सामने से पीछे की फ़ोकल लंबाई की अवधारणाएँ शामिल हैं। व्यवहार में, ऑप्टिकल सिस्टम की फ़ोकल लंबाई के परीक्षण के लिए कई तरीके हैं। यह लेख कोलिमेटर विधि, गॉसियन विधि, फ़ोकल लंबाई माप विधि, एब्बे फ़ोकल लंबाई माप विधि, मोइरे विक्षेपण विधि और ऑप्टिकल फाइबर ऑटोकॉलिमेशन विधि के परीक्षण सिद्धांतों का परिचय देता है। मेरा मानना है कि इस लेख को पढ़कर, आपको ऑप्टिकल सिस्टम में फ़ोकल लंबाई मापदंडों की बेहतर समझ होगी।
पोस्ट करने का समय: अगस्त-09-2024
