Método novedoso y simple

para determinar la distancia focal en lentes

Fecha: 31 de Diciembre de 2021

El telescopio, el microscopio, la lupa, la cámara fotográfica y el teléfono inteligente están constituidos por lentes de diferentes tamaños. Las lentes se clasifican según su curvatura: en positivas o convergentes y negativas o divergentes.

Para las lentes convergentes, más gruesas en su centro que en su periferia, puede concentrar los rayos de una fuente luminosa en un punto, llamado foco F. La distancia entre F y la última superficie de la lente se conoce como distancia focal y es un parámetro importante en las pruebas de control de calidad de los sistemas ópticos. Por lo que se han desarrollado una gran cantidad de métodos para medir la distancia focal, como los que utilizan el banco nodal o los interferográficos, (Sirohi, 2022).

El método que presentamos (A. Camacho et al., 2010) se destaca por ser novedoso y simple. Sus ventajas son: 1) no es necesario que la lente esté centrada con respecto al eje óptico, 2) el arreglo óptico está compuesto de un número reducido de componentes y 3) se puede aplicar en la medición de la distancia focal de lentes de cualquier tamaño sean macroscópicas o microscópicas.

La figura 1, muestra el arreglo experimental necesario, con un láser como fuente de iluminación y un sistema óptico para reducir el diámetro del haz, lo que permite la medición de la distancia focal de una lente, punto por punto lo que permite la medición de lentes micrométricas o el análisis de la calidad de lentes de mayor tamaño. La lente bajo prueba se coloca en un sistema de desplazamiento lateral de precisión en el punto de diámetro mínimo. Se coloca a una distancia (z0) un sistema de adquisición de imágenes que permita encontrar el centro de la mancha de luz inicial. Como segundo paso, se desplaza transversalmente la lente a una distancia (Δx) muy pequeña. Este desplazamiento de la lente causará que en el detector la mancha se desplace una distancia (Δξ) en dirección opuesta a Δx, figura 2. De acuerdo con el desarrollo teórico realizado se encontró que la distancia focal f de la lente estará por [Camacho, 2002].

Fig.1 Sistema óptico propuesto para realizar el método

Fig. 2 Parámetros de medición necesarios para realizar la medición

Lo que quiere decir que la distancia focal se determina con los datos de los dos desplazamientos y la distancia entre el detector y la lente, por lo que es fácil realizar estas mediciones de manera automática y muy rápida, facilitando su aplicación

Con esta propuesta podemos demostrar nuestra capacidad de desarrollar métodos de medición sencillos y económicos, que puedan ayudar a la evaluación de sistemas ópticos para fines industriales.

Referencias
1. Alma A. Camacho P. Cristina Solano, Geminiano Martínez-Ponce, Rosario Baltazar, “Método Simple Para Medir La Distancia Focal De Lentes”, Secretaría de Economía, Registro # GT/a/2003/000023 2010.

2. Rajpal S Sirohi, “On the methods to determine the focal length of an imaging system: A tutorial approach”; Asian Journal of Physics, 31, No 1, pp.1-16, 2022. http://demo050307.hostgator.co.in/content2/vol-31-2022/vol-31-no-1

3. Alma A. Camacho P., Cristina Solano, G. Martinez–Ponce, Rosario Baltazar, “Simple method to measure the focal length of lenses, “Optical Engineering, 41, 2899-2902 (2002).