Hvordan beregne Dimensjoner på Focal Volume

Optics er en enkel vitenskap . Lett opererer i henhold til enkle regler og den kommuniserer med materialer og endringer . Kompleksiteten av optikk oppstår på grunn av det uendelig variasjon mulig i interaksjoner av lys og materie og antallet egenskaper av lys som kan bli manipulert . Å håndtere kompleksitet , har forskere utviklet en rekke konsepter for å forenkle deres arbeid . En av disse konseptene kalles det sentrale volumet , og det er ganske lett å beregne . Du må velge den diameter som tilsvarer dine krav , noe som størrelsen på en enkelt detektor piksel , eller diameteren hvor en laser er lys nok til å gjøre en fluoroforen glans . Instruksjoner
en

Beregn F - nummer ( ofte skrevet " F /#" ) av systemet ved å dele diameteren av brennvidden . Som et eksempel , anta at du har en 100 mm brennvidde med 40 mm diameter. F /# er 100/40 = 2,5 , som er ofte skrevet som f/2.5 .
To

Beregn diffraksjon begrenset flekk størrelsen på systemet som 2,44 x F /# x bølgelengde . For synlig lys , kan du ta den bølgelengden til å være 550 nanometer , som er 550 x 10 ^ -6 millimeter . Så eksempelet systemet har en diffraksjon begrenset flekk størrelsen på

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

Finn vinkelen som linsen bøyer lyset . Det lys som kommer fra den ene kanten av linsen er bøyd i en vinkel for å krysse den optiske aksen til linsen i en avstand på en brennvidde bort . Matematisk er at atferd uttrykt ved ligningen

tangent ( vinkel ) = diameter/2/focal lengde = 1 /( 2 x F /# ) .
4

Beregn lengden av trekanten med en vinkel som er definert ved det foregående trinnet , og den siden som tilsvarer radien for diffraksjon begrensede sted . Lengden på den trekanten er gitt ved

lengde = ( 1,22 x lambda x F /# ) /tan ( vinkel ) ; erstatte den tidligere uttrykk for tan ( vinkel )

lengde = ( 1,22 x lambda x F /# ) /( 1 /( 2 x F /# ) )

lengde = ( 2,44 x lambda x ( F /# ) ^ 2 ) .
5

Multipliser arealet av stedet du valgte ved to ganger lengden av trekanten kalkulert i forrige trinn . For eksempel problemet , i ligningen form, er dette

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

volum = pi x 1.22 ^ 2 x 2 x 2,44 x ( 550 x 10 ^ -6 ) ^ 3 x ( 2,5 ) ^ 4

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