Hoe te Afmetingen van Focal Volume Bereken

Optics is een eenvoudige wetenschap. Licht werkt volgens duidelijke regels en de wisselwerking met materialen en veranderingen . De complexiteit van de optica ontstaat vanwege de oneindige variatie mogelijk in de interactie van licht en materie en het aantal van de eigenschappen van licht dat kan worden gemanipuleerd . Om te gaan met complexiteit , hebben wetenschappers een aantal concepten ontwikkeld om hun werk te vereenvoudigen. Een van die concepten is het brandpunt volume genoemd , en het is vrij eenvoudig te berekenen . U moet de diameter die overeenkomt met uw wensen , iets als de grootte van een enkele detector pixel , of de diameter waarbij een laser is helder genoeg om een fluorofoor glans te halen . Instructies
1

het F-getal ( vaak geschreven " F /#" ) van uw systeem te berekenen door het verdelen van de diameter van de brandpuntsafstand . Als voorbeeld , neem aan dat je een 100 mm brandpuntsafstand lens met een diameter van 40 mm hebben . De F /# is 100/40 = 2,5 , die vaak wordt geschreven als F/2.5 . Kopen van 2

Bereken de buigingsbegrensde spot grootte van uw systeem als 2,44 x F /# x golflengte . Voor zichtbaar licht , kunt u de golflengte naar zijn 550 nanometer , dat is 550 x 10 ^ -6 millimeter . Dus het voorbeeld systeem heeft een buigingsbegrensde puntgrootte van Madame

2,44 x 2,5 x 550 x 10 ^ -6 = 3,4 x 10 ^ -3 mm .
3

Vind de hoek waaronder de lens buigt het licht . Het licht uit de ene rand van de lens gebogen in een hoek met de optische as van de lens overschrijden op een afstand van een brandpuntsafstand verwijderd . Wiskundig wordt dat het gedrag uitgedrukt door de vergelijking

raaklijn (hoek ) = diameter/2/focal lengte = 1 /( 2 x F /# ) .
4

Bereken de lengte van de driehoek met een hoek gedefinieerd door de vorige stap en de zij gelijk aan de straal van de buigingsbegrensde vlek . De duur van die driehoek wordt gegeven door

lengte = ( 1.22 x lambda x F /# ) /tan (hoek ); vervanging van de eerdere uitdrukking voor tan (hoek ) op

lengte = ( 1.22 x lambda x F /# ) /( 1 /( 2 x F /# ) ) op Twitter

lengte = ( 2.44 x lambda x ( F /# ) ^ 2 ) .
5

Vermenigvuldig het gebied van de contante u gekozen door 2 maal de lengte van de driehoek berekend in de vorige stap . Voor voorbeeldprobleem in vergelijking vorm is dit

volume = pi x ( 1,22 x lambda x F /# ) ^ 2 x 2 x ( 2,44 x lambda x ( F /# ) ^ 2 )

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

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