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常见的反射棱镜


2021/10/12 10:01:38 发布者:admin


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组件的用途。反射棱镜通常被设计为位于特定方向,其中入射面和出射面都平行和垂直于光轴。本交互式程序探讨了常见反射棱镜所表现出的图像偏差、旋转和位移。

本程序使用五棱镜进行初始化,该棱镜具有从垂直于平面之一进入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锥体。方向标记发出并由棱镜反射的光在程序中由一条红线表示。由于光线穿过程序中介绍的棱镜,方向标记的偏差、旋转和位移可能会发生,并且取决于特定的棱镜方向。要操作本程序,首先使用单选按钮在Penta、Amici和Rhomboid棱镜之间进行选择,然后使用方向标记滑块可将方向标记围绕中心轴旋转 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)。添加屋顶用于保持与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,光线以通常能够通过斜边面透射的角度入射,通过棱镜的全内反射发生交叉。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,因为屋顶角必须保持在 2-4 秒弧度的公差内,以避免产生重影伪影。此外,屋顶元素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,无论施工的准确性如何。这种伪影可以通过应用于表面的多层涂层来部分抵消。

普通棱镜的图像旋转、偏差和位移

另一种常见的设计,五棱镜,将光线偏转一个恒定的 90 度角而不反转图像(这种棱镜不应该与单镜头反光相机中使用的更复杂的五棱镜混淆,后者也使用屋脊棱镜来产生一个正像)。如图 1 所示,五棱镜以不足以进行全内反射的角度反射来自两个内表面的光,因此需要薄的外部镜面涂层。五角棱镜通常被称为光学正方形(应用于测量仪器),因为入射光束以相同的角度偏离,而与棱镜相对于视线的方向无关。菱形棱镜制成平行四边形形状,可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 度角切割成一个更长的矩形主体。各种额外的棱镜设计具有独特的特性,主要是图像正像和反转,使它们能够在光学系统中执行特定功能。有关更多信息,请参阅有关该主题的高级文本。

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