高速微位移测量仪--确定各自由量取值

确定各自由量取值
首先确定的自由量为f ₁、f ₂，因为两个柱面镜的焦距将会影响其他自由量的取定。通过淘宝及其他采购渠道发现，市面上的透镜材质有很多种，大体分为以下几种：
（1）硅胶透镜：耐高温，透镜体积小，但相较于其他材质透镜透光率偏低。
（2）PMMA透镜：化学成分为聚甲基丙烯酸甲酯，俗称“亚克力”。由于PMMA为塑胶类材质，因此透镜成本低，生产效率高，在价格方面有较大优势且透光率高，但不耐高温（热线变温度为92°）且透镜所成的像不太理想。
（3）PC透镜：化学成分为聚碳酸酯，特点与PMMA透镜相似：成本低，生产效率高且耐热温度比PMMA透镜略高（热线变温度为135°），但其透光率低。
（4）玻璃透镜：相较于以上几种透镜，玻璃透镜体积大质量中、形状单一、易碎，但其有丰富的光学参数特性可选择，且透光率最高并耐高温。而在玻璃透镜中，使用最多的为K9玻璃透镜。K9玻璃是一种性能优异的光学材料，具有抗激光损伤的特性和能力，且对激光增透。
考虑到成像效果和透光率已经对激光的作用，最终决定采用K9玻璃透镜。但因为K9玻璃透镜的尺寸与焦距有限，因此选择余地不大。通过在网络查找和淘宝网上选择，确定了柱面镜的尺寸和焦距范围。具体如下：

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

通过对上述尺寸的柱面进行配对组合并用MATLAB对其进行计算和图形绘制。并考虑到QP50-6TO8四象限光电探测器感光区尺寸（如图所示）以及与的变化区间和变化线性度，得出最终柱面镜尺寸为：f ₁=20，12.5(H)×25(L)；f ₂=80，24(H)×25(L)。