Как да се изчисли Размери на Focal Volume

Optics е проста наука. Лека работи съгласно прости правила и взаимодейства с материали и промени. Сложността на оптика възниква поради безкрайното разнообразие възможно взаимодействието на светлината и материята и броя на свойствата на светлината , които могат да бъдат манипулирани . За да се справят със сложността , учените са разработили редица концепции, за да се опрости работата си. Един от тези понятия се нарича фокусно обем , и това е доста лесно да се изчисли. Вие трябва да изберете с диаметър , който отговаря на вашите изисквания , нещо подобно на размера на един детектор пиксел , или диаметърът , където лазер е достатъчно ярка, за да направи флуорофоор блясък. Инструкции

1

Изчислете F - номер ( често написано " F /#" ) на вашата система , като се раздели с диаметър от фокусното разстояние . Като пример , да предположим, че имаш обектив 100 mm фокусно разстояние с диаметър 40 мм. The F /# е 100/40 = 2,5 , което често се изписва като F/2.5 .

2

Изчислете дифракция - ограничен размер на светлинното петно ​​на вашата система, както е 2.44 х F /# х дължина на вълната. За видимата светлина , можете да вземете дължината на вълната да бъде 550 нанометра , което е с 550 х 10 ^ -6 мм . Така например системата има дифракция - ограничена размер на светлинното петно ​​на

2,44 х 2,5 х 550 х 10 ^ -6 = 3.4 х 10 ^ -3 mm .


3

Намерете ъгъла, под който лещата пречупва светлината . Светлината , идваща от един ръб на лещата се огъва под ъгъл , за да пресече оптичната ос на лещата на разстояние едно фокусно разстояние далеч . Математически, това поведение се изразява чрез уравнението

тангента (ъгъл ) = diameter/2/focal дължина = 1 /( 2 х F /# ) .

4

изчисли дължината на триъгълника с ъгъл , определен от предходния етап и страна равен на радиуса на дифракция ограничено място . Продължителността на този триъгълник е дадено от

дължина = ( 1,22 х ламбда х F /# ) /тен (ъгъл ); заместване на по-ранната израз за тен (ъгъл )

дължина = ( 1,22 х ламбда х F /# ) /( 1 /( 2 х F /# ) )

дължина = ( 2,44 х ламбда х ( F /# ) ^ 2) .

5

Умножете областта на желаното място, което избра от два пъти дължината на триъгълника изчислени в предишната стъпка . Например проблемът , в уравнение форма , това е. обем

= пи х ( 1,22 х ламбда х F /# ) ^ 2 х 2 х ( 2,44 х ламбда X (F /#) ^ 2) <Бразилски> обем

= пи х 1.22 ^ 2 х 2 х 2.44 х ( 550 х 10 ^ -6 ) ^ 3 х (2.5) ^ 4

обем = 1.5 х 10 ^ -7 mm ^ 3 .