棱镜的作用

2022-07-28 14:20:29 admin 1

各种棱镜设计显示的角度参数涵盖了广泛的几何形状,极大地扩展了棱镜作为战略光学元件的用途。反射棱镜通常设计为位于特定方向,其中入射面和出射面既平行又垂直于光轴。本交互式教程探讨了常见反射棱镜所表现出的图像偏差、旋转和位移。

本教程使用五棱镜进行初始化,该棱镜具有从垂直于其中一个平面的方向标记发出的光。方向标记包含顶部的红色球体、左臂的蓝色块、底部的存根和右臂的黄色圆锥。在教程中,由方向标记发出并由棱镜反射的光由一条红线表示。方向标记的偏差、旋转和位移可能是由于光线穿过教程中介绍的棱镜而发生的,并且取决于特定的棱镜方向。要操作本教程,首先使用单选按钮在PentaAmici菱形棱镜之间进行选择,然后使用方向标记滑块可围绕中心轴将方向标记旋转 0 到 360 度之间的任意角度。

用全内反射屋顶代替直角棱镜的斜边面,由两个相互成 90 度角的表面组成,产生Amici棱镜(如图 1 所示)。屋顶的添加用于保持用直角棱镜观察到的图像的 90 度反转,但也将图像围绕光轴旋转 180 度。在屋顶表面,以通常使它们能够通过斜边面透射的角度入射的光线通过棱镜的全内反射进行交叉。结果是在中心分割图像并转置左右部分。Amici 棱镜价格昂贵且难以制造,因为顶角必须保持在 2-4 秒的弧度公差范围内,以避免产生双像伪影。此外,屋顶元件的引入使衍射极限分辨率在垂直于屋顶边缘的方向上降低了几乎两倍,与施工的准确性无关。这种伪影可以通过施加到表面的多层涂层来部分抵消。

另一种常见的设计,棱镜,通过恒定的 90 度角偏转光线而不反转图像(这种棱镜不应与单镜头反光相机中使用的更复杂的五棱镜相混淆,后者也使用屋脊棱镜产生正像)。如图 1 所示,五棱镜以不足以进行全内反射的角度从两个内表面反射光,因此需要薄的外镜涂层。五角棱镜通常被称为光学方形(应用于测量仪器),因为无论棱镜相对于视线的方向如何,入射光束都以相同的角度偏离。菱形棱镜制成平行四边形,以在不影响图像方向的情况下移动光束或视线(图 1)。棱镜有两个较小的平行反射面(腿),它们以 45 度角切割成更长的矩形主体。各种附加棱镜设计具有独特的特性,主要是图像正立和倒置,这使它们能够在光学系统中执行特定的功能。如需更多信息,请参阅有关该主题的高级文本。