傅科刀口測試的建模

摘要

自 1858 年以來,傅科刀口測試一直是一種簡單且廉價的方法來確定凹面鏡的特性。 顧名思義,在這個測試中,刀刃(例如剃須刀片)被固定在光束的路徑中,靠近預期的焦點,以遮擋一半的光束。 然后在評估之前再次準直傳輸的場。 由此產生的圖案提供了所用反射鏡形狀的表征。 此外,如果刀口的位置沿光軸發生變化,則在探測器平面上產生的光圖案也會發生變化。這種行為使用戶能夠精確地確定曲面鏡焦點的位置。

傅科刀口測試的建模的圖1

 

建模任務

 

傅科刀口測試的建模的圖2

 

系統構建模塊——拋物面鏡

 

傅科刀口測試的建模的圖3

 

系統構建模塊 – 球面鏡

 

傅科刀口測試的建模的圖4

 

系統構建塊 – 光闌

 

傅科刀口測試的建模的圖5

 

系統構建模塊——理想準直透鏡

 

傅科刀口測試的建模的圖6

 

系統中應用了理想化的透鏡功能,以確保刀口后視場的準直。 因此,在這種情況下不考慮鏡片的表面和材料。 相反,透鏡為選定的波長和焦距提供了理想的準直功能。

可通過以下方式了解有關此功能的更多信息:

理想透鏡功能

 

模型總結

 

傅科刀口測試的建模的圖7

傅科刀口測試的建模的圖8

 

拋物面鏡:沿 Z 軸掃描

 

傅科刀口測試的建模的圖9

 

如果刀口非??拷裹c,衍射效應會將光線塑造成預期的傅科甜甜圈形狀。 障礙物與焦點的距離越大,衍射效應的影響就越小。

刀的孔徑定位...

 

傅科刀口測試的建模的圖10

 

拋物面鏡:聚焦孔徑

 

傅科刀口測試的建模的圖11

如果光圈直接放在焦點上,則設置產生的光圖案很大程度上取決于所用凹面鏡的形狀。 在拋物面鏡的情況下,展示了稱為甜甜圈形的模式。 該信息可用于表征鏡子。

 

傅科刀口測試的建模的圖12

球面鏡:沿 Z 軸掃描

 

傅科刀口測試的建模的圖13

 

與拋物面鏡的情況類似,只有當刀刃直接放在焦點上時,衍射效應才會發揮作用。 如果稍微移動,障礙物只會導致場的截斷,也在最終檢測器平面中。

 

刀的孔徑定位.…

傅科刀口測試的建模的圖14

 

球面鏡:聚焦孔徑

 

傅科刀口測試的建模的圖15

 

對于理想的球面鏡,當光圈位于焦點上時,衍射效應會產生環狀結構。 但是由于強度比光圈稍微偏離焦點時的強度要低,在這種情況下看起來好像光線已經消失了。

傅科刀口測試的建模的圖16

 檢測到的場具有與非焦點情況相同的靈敏度

傅科刀口測試的建模的圖17

 檢測到的場比在非焦點情況下具有更高的靈敏度

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