Коноскопия

редактировать

Коноскопия (от Древнегреческий κῶνος (konos) «конус, волчок, сосновая шишка» и σκοπέω (skopeo) «исследовать, исследовать, рассматривать или рассматривать, рассматривать») - это оптический метод наблюдения за прозрачным образцом в конусе сходящихся лучей света. Одновременно можно наблюдать различные направления распространения света.

A коноскоп - это устройство для проведения коноскопических наблюдений и измерений, часто реализуемое с помощью микроскопа с линзой Бертрана для наблюдения за изображением направления. Самая ранняя ссылка на использование коноскопии (т. Е. Наблюдения в сходящемся свете с помощью поляризационного микроскопа с линзой Бертрана ) для оценки оптических свойств жидкокристаллических фаз (т. Е. Ориентации оптических осей) относится к 1911 году, когда его использовал Шарль-Виктор Моген для исследования совмещения нематических и хирально-нематических фаз.

Луч сходящегося (или расходящегося) света, как известно, представляет собой линейную суперпозицию множества плоских волн над конусом телесных углов. Трассировка лучей на рисунке 1 иллюстрирует основную концепцию коноскопии: преобразование направленного распределения лучей света в передней фокальной плоскости в поперечное распределение (изображение направлений), появляющееся в задней фокальной плоскости (который более или менее изогнут). Входящие элементарные параллельные лучи (показаны синим, зеленым и красным цветами) сходятся в задней фокальной плоскости линзы на расстоянии их фокусной точки от оптическая ось является (монотонной) функцией угла наклона луча.

трассировка лучей для иллюстрации формирования изображения направлений в задней фокальной плоскости тонкой положительной линзы Рис. 1. Отображение пучков элементарных параллельных лучей для формирования изображения направлений в задней фокальной плоскости тонкой положительной линзы.

Это преобразование может быть легко выведено из двух простых правил для тонкой положительной линзы:

  • лучи, проходящие через центр линзы, остаются неизменными,
  • лучи, проходящие через переднюю фокусную точку, преобразуются в параллельные лучей.

Объект измерения обычно располагается в передней фокальной плоскости линзы объектива. Чтобы выбрать конкретную интересующую область на объекте (например, определение точки измерения или области измерения), сверху объекта может быть размещена апертура . В этой конфигурации на линзу попадают только лучи из точки измерения (апертуры).

Изображение с диафрагмой проецируется на бесконечность, в то время как изображение направленного распределения света, проходящего через апертуру (т. Е. Изображение направления), создается в задней фокальной плоскости объектива.. Если размещение диафрагмы в передней фокальной плоскости объектива, т. Е. На объекте, не считается целесообразным, выбор точки измерения (области измерения) также может быть осуществлен с помощью второго линза. Изображение объекта (расположенного в передней фокальной плоскости первой линзы) создается в задней фокальной плоскости второй линзы. Увеличение M этого изображения определяется соотношением фокусных расстояний линз L 1 и L 2, M = f 2 / f 1.

формирование изображения объекта (апертуры) добавлением второй линзы. Поле измерения определяется апертурой, расположенной на изображении объекта. Рисунок 2: Формирование изображения объекта (апертуры) добавлением второй линзы. Поле измерения определяется апертурой, расположенной на изображении объекта.

Третья линза преобразует лучи, проходящие через апертуру (расположенную в плоскости изображения объекта), в изображение второго направления, которое может анализироваться датчиком изображения (например, электронной камерой).

схематическая трассировка лучей всего коноскопа: формирование изображения направлений и отображение объекта Рис. 3: Схематическая трассировка лучей всего коноскопа: формирование изображения направлений и отображение объекта.

Функциональная последовательность следующая:

  • первая линза формирует изображение направлений (преобразование направлений в местоположения),
  • вторая линза вместе с первой проецирует изображение объекта,
  • диафрагма позволяет выбрать интересующую область (точку измерения) на объекте,
  • третья линза вместе со вторыми отображает изображение направления на 2-мерном оптическом датчике (например, электронной камере

Это простое устройство лежит в основе всех коноскопических устройств (коноскопов). Однако непросто разработать и изготовить системы линз, которые сочетают в себе следующие характеристики:

  • максимально возможный угол падения света (например, 80 °),
  • диаметр пятна измерения до нескольких миллиметров,
  • ахроматические характеристики для всех углов наклона,
  • минимальный эффект поляризации падающего света.

Проектирование и изготовление сложной линзовой системы этого типа требует помощи посредством численного моделирования и сложный производственный процесс.

Современные передовые коноскопические устройства используются для быстрого измерения и оценки электрооптических свойств ЖК-экранов (например, изменение яркости, контрастности и цветность с направлением обзора ).

Ссылки
  1. ^Mauguin, C.: Sur les cristaux liquides de Lehmann. Бык. Soc. Пт. Шахтер. 34, 71–117 (1911)
Литература
  • Почи Йе, Клэр Гу: «Оптика жидкокристаллических дисплеев», John Wiley Sons 1999, 4.5. Conoscopy, pp. 139
  • Hartshorne Stuart: "Crystals and the Polarizing Microscope", Arnold, London, 1970, 8: The Microscopic Examination of Crystals, (ii) Conoscopic Observations (в сходящемся свете)
  • С. Burri: "Das Polarisationsmikroskop", Verlag Birkhäuser, Basel 1950
Внешние ссылки
Последняя правка сделана 2021-05-15 09:54:53
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте