一种测量凸透镜焦距的装置的制作方法

本实用新型属于光学技术领域，具体涉及一种几何光学物理参数测量装置。

背景技术：

在现有技术中的凸透镜焦距测量装置的测量原理利用透镜成像规律测量透镜的焦距，需要先测量物距及像距，在测量像距时，首先要找出最清晰的像，然而肉眼观测并不能精确的确定成像位置，从而导致测量焦距会有较大的偏差。

技术实现要素：

本实用新型的目的是解决凸透镜焦距装置中物距像距测量误差导致的凸透镜焦距测量精度下降问题。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种测量凸透镜焦距的装置，包括激光器、沿着光传播方向依次设置在光轴上的：第一凸透镜、第二凸透镜、支架、小孔光阑、第三凸透镜、光功率计；其中：所述的第一凸透镜与第二凸透镜组成扩束准直系统，用于将激光器发出光束扩束准直；所述的支架用于放置待测凸透镜；所述的小孔光阑设置在沿光轴方向可平移调节的导轨上且小孔光阑中心在光轴上；所述的第三凸透镜将激光束会聚至光功率计。

上述装置的工作原理为：平行光经过待测凸透镜后在焦点处的光斑尺寸最小，将一个小孔光阑放置在光路中，在焦点两侧的光斑尺寸随离焦点距离越远光斑越大，光功率密度越低，这样将小孔光阑放置在沿光轴方向可平移调节的导轨上，当小孔光阑处在透镜焦点时，透过小孔光阑的光功率最大，从而可以确定凸透镜的像方焦距等于待测凸透镜中心与小孔光阑的距离。

上述方案中优选的方案如下：所述的导轨上安装有标尺。这样可以方便地读出小孔光阑的位置。

所述的支架与小孔光阑设置在同一个安装有标尺的导轨上。方便直接读出支架和小孔光阑的位置，进而计算出待测凸透镜的像方焦距。

所述的标尺为光栅尺。光栅尺可以进一步提高定位精度。

所述的小孔光阑放置在待测凸透镜的像方焦点附近。直接将小孔光阑放置在焦点附近以便配合光功率计精确定位焦点在标尺上的位置。

传统物理实验中测量凸透镜焦距的光路利用透镜成像规律，通过肉眼观察并不能精确确定成像位置，尤其是待测凸透镜自身存在较大像差时其不同口径处的焦点并不重合，因此成像位置的测量存在较大的误差。本技术方案的装置，改用光功率计来精确确定透镜焦点的位置，克服了传统装置测量的缺陷，测量的精度大大提高，从而实现透镜焦距的精确测量。

附图说明

附图1是测量凸透镜焦距的装置示意图；

附图2是归一化透过率随小孔光阑位置变化图；

其中：1、激光器；2、第一凸透镜；3、第二凸透镜；4、待测凸透镜支架；5、小孔光阑；6、第三凸透镜；7、光功率计。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本新型作进一步描述：

实施例一：

一种测量凸透镜焦距的装置，如图1所示，包括激光器1、沿着光传播方向依次设置在光轴上的：第一凸透镜2、第二凸透镜3、待测凸透镜支架4、小孔光阑5、第三凸透镜6、光功率计7、沿光轴方向可平移调节的导轨；其中：所述的第一凸透镜与第二凸透镜组成扩束准直系统，用于将激光器发出光束扩束准直；所述的支架用于放置待测凸透镜；所述的小孔光阑设置在沿光轴方向可平移调节的导轨上且小孔光阑中心在光轴上；所述的第三凸透镜将激光束会聚至光功率计。

实施例二：

一种测量凸透镜焦距的装置，包括激光器、沿着光传播方向依次设置在光轴上的：第一凸透镜、第二凸透镜、支架、小孔光阑、第三凸透镜、光功率计、沿光轴方向可平移调节的导轨、光栅尺、驱动电机、数据寄存器；其中：所述的第一凸透镜与第二凸透镜组成扩束准直系统，用于将激光器发出光束扩束准直；所述的支架用于放置待测凸透镜；光栅尺设置在所述导轨上，所述的小孔光阑设置在导轨上，所述的驱动电机驱动小孔光阑沿着光轴平移；所述的第三凸透镜将激光束会聚至光功率计，所述光栅尺与光功率计实时将测量数据传输至数据寄存器。

附图2为小孔光阑直径为0.3mm时，透过小孔光阑的光功率随位置变化的曲线。从图中可以看出，扫描曲线关于焦点位置左右对称，离焦点位置越近，透过的功率越大，且在焦点附近变化幅度明显，在焦点位置出现最大值，根据峰值的位置，就可以确定焦点的位置，从而准确获得透镜的焦距。此方案可实现测量过程自动化。

本技术方案未详细说明部分属于本领域技术人员公知技术。