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棱鏡的選型和常規(guī)指標(biāo)介紹

來源:聯(lián)合光科技(北京)有限公司   2025年03月03日 15:32  
原理和分類
  

棱鏡是一種按照出射光線和入射光線成特定角度來轉(zhuǎn)折光線的光學(xué)元件。棱鏡在光學(xué)系統(tǒng)中主要實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)折光路、轉(zhuǎn)像、倒像和掃描等功能。用于光束轉(zhuǎn)向的棱鏡一般可以分為反射棱鏡和折射棱鏡。


反射棱鏡是將一個(gè)或多個(gè)反射面磨制在一塊玻璃上,利用全反射原理和鍍膜技術(shù)制成,如果在棱鏡內(nèi)部的光線抵達(dá)表面時(shí)的角度是大于發(fā)生全反射的臨界角,便會(huì)產(chǎn)生全反射,所有的光線都會(huì)被反射回內(nèi)部;若入射光線不能全部發(fā)生全反射,則需在該面上鍍以金屬反射膜,如銀、鋁或金等,以減少反射面的光能損失;另外,為了增加棱鏡的透光量,減小或消除系統(tǒng)的雜散光,會(huì)在棱鏡的入射面和出射面鍍特定光譜范圍的增透膜。在光學(xué)系統(tǒng)中反射棱鏡主要用于改變光學(xué)系統(tǒng)光軸的方向或位置、改變成像方向用作轉(zhuǎn)像系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)分光和合像等。



反射棱鏡的種類繁多,形狀各異,大體上可分為簡單棱鏡(如直角棱鏡、等腰棱鏡、五角棱鏡、道威棱鏡)、屋脊棱鏡、椎體棱鏡和復(fù)合棱鏡。

圖1 反射棱鏡和折射棱鏡的工作原理


折射棱鏡是根據(jù)光的折射原理,工作面是兩個(gè)折射面,兩折射面的交線成為折射棱,兩折射面間的二面角成為折射棱鏡的折射角,用α表示。出射光線與入射光線的夾角稱為偏轉(zhuǎn)角,用δ表示,對(duì)于給定的棱鏡,折射角α和折射率n是定值,折射棱鏡的轉(zhuǎn)向角δ只隨光線的入射角I而變化。在光線的光路對(duì)稱于折射棱鏡時(shí),偏向角取得較小值,表達(dá)式為:
折射角很小的棱鏡稱為光楔或楔形棱鏡,由于折射角很小,當(dāng)光線垂直入射或接近垂直入射時(shí),光楔偏向角表達(dá)式可以近似簡化為:δ=(n-1)α

圖2 光楔

棱鏡技術(shù)指標(biāo)

鍍膜特性

通常在棱鏡反射面鍍鋁、銀反射膜以提高光反射率,在入射面和出射面鍍?cè)鐾改碓黾永忡R的透光量,減小或消除系統(tǒng)的雜散光,包括UV、VIS、 NIR、SWIR不同波段。常見鍍膜特性如下圖。

 



圖3 多種鍍膜特性

轉(zhuǎn)向特性

棱鏡可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)折光路、轉(zhuǎn)像的功能,不同棱鏡實(shí)現(xiàn)的光束、圖像轉(zhuǎn)折角度不同,同一棱鏡用法不同,實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)折角度也不同。圖中坐標(biāo)系不是真實(shí)系統(tǒng)坐標(biāo)系,僅用來表示圖像光線偏折方向、圖像上下、左右旋轉(zhuǎn)方向。

表1 棱鏡的轉(zhuǎn)向特征


棱鏡的應(yīng)用和選型

聯(lián)合光科可提供各種棱鏡現(xiàn)貨標(biāo)準(zhǔn)品,如適用于紫外、可見光、近紅外等不同波段的,不同尺寸的準(zhǔn)精度和高精度的K9玻璃或紫外熔融石英直角棱鏡、K9五角棱鏡、K9道威棱鏡、K9屋脊棱鏡、K9角反射鏡、紫外熔融石英角反射鏡、楔形棱鏡等,產(chǎn)品表面鍍膜情況有鍍鋁、銀、金反射膜、增透膜、鎳鉻保護(hù)、黑漆保護(hù)等,產(chǎn)品優(yōu)勢及應(yīng)用領(lǐng)域見表2,更多信息請(qǐng)參考網(wǎng)站。

我們?cè)谔峁└鞣N棱鏡標(biāo)準(zhǔn)品的同時(shí),我們也可根據(jù)您的實(shí)際需求為您提供棱鏡定制的服務(wù),如棱鏡尺寸的更改、參數(shù)指標(biāo)的提高、鍍膜要求的更改等。

表2 聯(lián)合光科可提供棱鏡標(biāo)準(zhǔn)品及應(yīng)用領(lǐng)域


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