双凸厚透镜曲率半径及焦距的测定探讨

利用双凸厚透镜的折反折成像,测定已知折射率的厚透镜前后表面的曲率半径及焦距。此方法可以修正测量透镜焦距忽略透镜厚度所产生的误差。     

双凹厚透镜曲率半径和折射率的测定

观察双凹厚透镜的球面反射成像,利用这一实验现象结合物像公式测定双凹厚透镜前后表面的曲率半径和折射率。利用两次球面反射成像可求出双凹厚透镜的曲率半径,两种方法可比较。对于薄透镜,这种方法可以修正在实际测量中忽略透镜厚度所产生的误差。     

凹凸厚透镜曲率半径和折射率的测定

观察凹凸厚透镜的球面反射成像及折反折成像,利用这一实验现象结合物像公式测定凹凸厚透镜前后表面的曲率半径和折射率。该方法不仅可以修正薄透镜测量中忽略透镜厚度所产生的误差,而且可作为测量透镜焦距和曲率半径的设计性、研究性和创新性实验项目,有利于学生深刻理解共轴球面系统成像,掌握符号规则和几何光学的成像计算。     

平凸透镜焦距的测量与研究

测量平凸透镜的焦距, 除了用成像法以外, 还可用焦距公式法, 即利用勾股定理、 光的折射等方法测量 平凸透镜曲率半径、 折射率, 然后由厚透镜的焦距测量公式计算得到透镜焦距. 通过将成像法与公式法得到的结果 进行分析和比较可知, 厚透镜焦距测量的起始点并非透镜中央或边缘, 需要加以计算求出主点; 用成像法进行测量 准确度较高; 此实验作为拓展课程实验内容, 可以举一反三, 有助于培养学生的综合设计实验和科学研究能力     

正透镜参数测定

本运用薄透镜成像理论，讨论了正透镜的三个主要参数——透镜焦距、透镜镜面曲率半径以及透镜材料的折射率的测定，并用实验对该测量原理进行了验证。     

用浸液干涉法测光学透镜的折射率

测定光学成像系统和光学数据处理系统中的光学透镜的折射率比较困难,这是因为光学透镜的折射率确定要依赖于透镜的各种光学参数,如焦距、曲率半径、厚度等。本文介绍的浸液干涉法就可以较满意地解决这一问题,并有相当高的精度。     

双胶合透镜结构参数的无损测量

在测量出双胶合透镜的焦距、后顶焦距、中心厚度和第一表面、第三表面曲率半径的基础上,利用ZEMAX软件的评价函数和优化功能,反演出双胶合透镜2种材料的折射率系列和胶合面曲率半径,再根据双胶合透镜像差公差的容限进一步筛选出材料的最佳组合,优化得出双胶合透镜的结构参量,实现了双胶合物镜结构参量的无损反演或测量.     

连续变焦微型液体柱透镜系统的设计与制备

设计并制备了一种具有较大变倍比及较高成像质量的充液式连续变焦微型柱透镜系统。该系统由埋入聚二甲基硅氧烷基片的两片对称弯月柱透镜及一片双凸柱透镜构成：两弯月柱透镜边缘位置胶合形成空腔,改变注入其中的液体折射率,可实现柱透镜系统的连续变焦;双凸柱透镜的优化设计可控制柱透镜系统整个变焦范围内的像差。当柱透镜系统中注入的液体折射率由1.3330变化到1.5530时,可实现系统后焦距由52.292～4.972 mm的连续平滑变化。整个变焦范围内,柱透镜系统径向弥散斑均方根半径始终小于5μm,接近衍射极限。对柱透镜系统的可能公差进行了详细分析,证实了该设计的可行性,并完成了透镜系统的加工制备及后焦距、调制传递函数曲线的测量。该变焦系统具有变倍比高、体积小、结构简单稳定、成像质量高等优势,可用于集成化的微型设备中。     

用非破坏法测量单透镜的折射率

本文介绍一种先测量单透镜的单色焦距f’、中心厚度d和曲率半径R,然后代入公式计算折射率的方法,并着重介绍了提高焦距测量精度的措施。     

用移测显微镜测量平凸透镜的基点

用干涉法测量平凸透镜的曲率半径,用视深法测量其折射率,通过基本公式计算得出透镜的焦距和基点.     

一种测定薄透镜曲率半径及折射率的实验方法

利用薄透镜的折反折成像,导出薄透镜前后表面的曲率半径及折射率公式,并给出了实验结果.     

高折射率厚透镜在均匀介质中焦点位置的正确计算方法

本文以几何光学原理,讨论了高折射率厚透镜在均匀介质中焦点位置的正确计算方法。给出了焦点位置是否在厚透镜内的判别表达式和焦点分别在厚透镜内外的计算方法,并分析了高折射率球透镜、棒状凸透镜等几种特例,澄清了经常易被忽昨和混淆的概念。对光纤通讯无源器件中经常用到微厚透镜及棒状透镜,有一定参考意义。     

测定新月形薄透镜折射率和曲率半径的简单方法

介绍了新月形薄透镜距测定中观察到的球面反射成像及折－反－折成像，指出利用这一现象可较好地测定其折射率及前后表面的曲率半径。     

全息光栅在光学测量中的应用

本文介绍了全息光栅在各种光学系统焦距、截距、像散、单透镜折射率，以及会聚光束曲率半径和位移测量中的应用，并给出了部分实验结果。     

基于PDMS基片的可变焦柱透镜

设计并制作了一种基于聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane,PDMS）基片的可变焦微型柱透镜。这种柱透镜主要由一根埋入PDMS基片中的玻璃毛细管构成,通过选择毛细管内液体的折射率实现变焦功能。液体折射率为1.451 8～1.550 2时,柱透镜焦距可由21.369 mm减小到3.362 mm,变焦倍数达到6.4倍。用散射光成像方法观察并拍摄了平行光通过这种可变焦柱透镜后的光线轨迹图;用ZEMAX光学设计软件摸拟了成像过程,模拟结果和实验图像相符;用高斯光学的逐次成像方法推导出了这种柱透镜的焦距公式,焦距的计算结果和实验以及模拟结果吻合。PDMS基片中可变焦微型柱透镜的成功制作,为＂芯片上的实验室＂提供了一种重要的光学成像元件。     

小口径长焦透镜的焦距检测技术

基于朗奇-泰伯效应及莫尔条纹技术,利用发散光和不等周期光栅的焦距测量方法被用于小口径长焦透镜的焦距测量。将一块曲率半径存在加工误差的平凹长焦透镜作为待测透镜进行焦距测量。在未知透镜真实曲率半径的情况下,首先计算待测透镜曲率半径误差对焦距检测精度的影响,并确定透镜在整个检测系统中的位置,然后进行透镜焦距实际测量,分别计算多组测量焦距值。通过对比发现,在未知待测透镜曲率半径的情况下,检测焦距的重复性、稳定性均一致,所测焦距均为33200～33270mm,且重复性精度高于±0.055%,测量精度优于焦深的1/5。结果充分说明,所提方法对小口径长焦透镜的焦距检测是可靠、有效的。     

用液芯柱透镜测量液体折射率

制作了一种液芯变焦柱透镜并将其用于精确测量液体的折射率.在空心的柱透镜内注入待测折射率的液体,通过测量液芯透镜的焦距,根据焦距和折射率之间的关系,计算出液芯介质的折射率.此方法有效地提高了折射率测量的灵敏度,减小了测量系统的景深.选取×20倍显微物镜可实现液体折射率1.3～1.642范围内的精确测量,单次测量误差小于0.000 2.     

球面端面的锥形梯度折射率透镜的近轴成像特性

本文根据光线在球面上的折射公式及光线微分方程,研究了光线经两端面为球面的锥形梯度折射率透镜的传播和变换,基于光线传递ABCD矩阵,提出了球面端面的锥形梯度折射率透镜的一种等效光学系统.文中给出了该透镜的主平面、焦平面和焦距计算公式,以及近轴成像高斯公式.当锥度为零时即得到球面端面的柱形或径向梯度折射率透镜的相应结果.     

透镜焦距及球面曲率的测量

概述目前透镜焦距及球面曲率半径的测量方法，介绍透镜焦距及球面曲率半径的准直光束补偿测量法的原理，指出该方法的关键是对补偿光束准直性的检测，提出一种用准直光束补偿和横向错位进行干涉测量透镜焦距及球面曲率的新方法。     

薄透镜在不同介质中的会聚与发散性质

从薄透镜的焦距公式出发,讨论了各种透镜在不同介质中的会聚与发散性质.透镜的会聚、发散性质既与透镜的形状和折射率有关,又与透镜两侧介质的折射率有关.