Wie berechnen Maße von Focal Volume

Optik ist eine einfache Wissenschaft. Licht arbeitet nach einfachen Regeln und sie mit Materialien und Änderungen interagiert. Die Komplexität der Optik entsteht durch die unendliche Vielfalt möglich in die Wechselwirkungen von Licht und Materie und der Anzahl der Eigenschaften von Licht , die manipuliert werden kann. Um mit Komplexität umzugehen , haben die Wissenschaftler eine Reihe von Konzepten entwickelt , um ihre Arbeit zu vereinfachen. Eines dieser Konzepte nennt man die Fokusvolumen , und es ist recht einfach zu berechnen. Sie müssen den Durchmesser , die zu Ihren Anforderungen entspricht , so etwas wie die Größe eines einzelnen Detektors Pixel oder den Durchmesser , bei dem ein Laser ist hell genug, um ein Fluorophor Leuchten zu bringen pflücken. Anleitung
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die F-Zahl ( oft geschrieben "F /#") des Systems , indem man den Durchmesser durch die Brennweite berechnen . Als Beispiel , dass Sie ein 100 mm Brennweite mit einem Durchmesser von 40 mm haben . Die F /# 100/40 = 2,5 , die oft als F/2.5 geschrieben wird.
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Berechnen Sie die beugungsbegrenzten Spotgröße von Ihrem System als 2,44 x F /# x Wellenlänge . Für sichtbares Licht , können Sie die Wellenlänge , um 550 Nanometer , die 550 x 10 ^ -6 Millimeter sein . Also das System hat beispielsweise einen beugungsbegrenzten Spotgröße von Madame

2,44 x 2,5 x 550 x 10 ^ -6 = 3,4 x 10 ^ -3 mm .
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Finden Sie den Winkel, in dem die Linse lenkt das Licht . Das Licht, das von einer Kante der Linse in einem Winkel gebogen, um die optische Achse der Linse in einem Abstand von einer Brennweite entfernt kreuzen. Mathematisch wird dieses Verhalten durch die Gleichung

Tangente (Winkel) ausgedrückt = diameter/2/focal Länge = 1 /( 2 x F /#).
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Berechnen Sie die Länge des Dreiecks mit einer von der vorherigen Stufe und der Seiten gleich dem Radius des beugungsbegrenzten Fleck definiert ist. Die Länge dieses Dreieck von

Länge = (1,22 x Lambda x F /# ) /tan (Winkel) gegeben ; ersetzt die frühere Ausdruck für tan ( Winkel )

Länge = (1,22 x Lambda x F /# ) /(1 /(2 x F /#))

Länge = (2,44 x Lambda x (F /# ) ^ 2 ) .
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Multiplizieren Sie den Bereich der Stelle, die Sie durch 2 mal die Länge des Dreiecks im vorherigen Schritt berechnet wählte . Für das Beispiel Problem , in Form einer Gleichung , ist dies

Volumen = pi x (1,22 x Lambda x F /# ) ^ 2 x 2 x (2,44 x Lambda- x (F /# ) ^ 2 )

Volumen = pi x 1,22 ^ 2 x 2 x 2,44 x ( 550 x 10 ^ -6) ^ 3 x (2,5 ) ^ 4

Volumen = 1,5 x 10 ^ -7 mm ^ 3 .