高速微位移測量儀--確定各自由量取值

確定各自由量取值
首先確定的自由量為f ₁、f ₂，因為兩個柱面鏡的焦距將會影響其他自由量的取定。通過淘寶及其他采購渠道發(fā)現(xiàn)，市面上的透鏡材質(zhì)有很多種，大體分為以下幾種：
（1）硅膠透鏡：耐高溫，透鏡體積小，但相較于其他材質(zhì)透鏡透光率偏低。
（2）PMMA透鏡：化學成分為聚甲基丙烯酸甲酯，俗稱“亞克力”。由于PMMA為塑膠類材質(zhì)，因此透鏡成本低，生產(chǎn)效率高，在價格方面有較大優(yōu)勢且透光率高，但不耐高溫（熱線變溫度為92°）且透鏡所成的像不太理想。
（3）PC透鏡：化學成分為聚碳酸酯，特點與PMMA透鏡相似：成本低，生產(chǎn)效率高且耐熱溫度比PMMA透鏡略高（熱線變溫度為135°），但其透光率低。
（4）玻璃透鏡：相較于以上幾種透鏡，玻璃透鏡體積大質(zhì)量中、形狀單一、易碎，但其有豐富的光學參數(shù)特性可選擇，且透光率最高并耐高溫。而在玻璃透鏡中，使用最多的為K9玻璃透鏡。K9玻璃是一種性能優(yōu)異的光學材料，具有抗激光損傷的特性和能力，且對激光增透。
考慮到成像效果和透光率已經(jīng)對激光的作用，最終決定采用K9玻璃透鏡。但因為K9玻璃透鏡的尺寸與焦距有限，因此選擇余地不大。通過在網(wǎng)絡(luò)查找和淘寶網(wǎng)上選擇，確定了柱面鏡的尺寸和焦距范圍。具體如下：

尺寸(mm)	有效焦距(mm)
7(H)×10(L)	14.8
7(H)×15(L)	14.8
10(H)×10(L)	60
10(H)×10(L)	70
10(H)×20(L)	19.4
10(H)×20(L)	20
12.5(H)×25(L)	20
12.5(H)×25(L)	100
24(H)×25(L)	80
25(H)×50(L)	25
25(H)×50(L)	50
25(H)×50(L)	75

通過對上述尺寸的柱面進行配對組合并用MATLAB對其進行計算和圖形繪制。并考慮到QP50-6TO8四象限光電探測器感光區(qū)尺寸（如圖所示）以及與的變化區(qū)間和變化線性度，得出最終柱面鏡尺寸為：f ₁=20，12.5(H)×25(L)；f ₂=80，24(H)×25(L)。