Prisme optice sunt unul dintre elementele-cheie în dezvoltarea sistemelor optice și dispozitive optice. Prisme sunt utilizate pe scară largă în dispozitive optice pentru diverse scopuri, cum ar fi optica de observare (telescoape, binocluri, microscoape și altele), dispozitive optice pentru a înregistra imagini în receptoare electronice, dispozitive optice multi-funcțional. Mai mult decât atât, dispozitivul optic mai complex, cu atât mai mare numărul și nomenclatura de prisme optice pot fi folosite în ea. De exemplu, un număr mare de prisme optice complicate utilizate în instrumente optice, cum ar fi optica spectrale, interferometre, polarimetre și altele.
prismă optică în funcție de design optic permite funcțional:
- Schimbarea calea dispozitivelor optice;
- Schimba direcția axei optice;
- Schimba direcția liniei optice de vedere;
- Wrapping optică a imaginii;
- Pentru a reduce dimensiunea sistemelor optice;
- Se împarte fasciculele de raze în sistemele optice;
- câmp în sisteme optice Merge;
- Rotirea imaginilor în sistemele optice;
- Compensa în sisteme optice, de rotație a imaginii;
- Descompună lumina alba intr-un spectru;
- Primirea de lumină polarizată;
Trebuie remarcat faptul că efectul de prismă optică ca o oglindă. dar, în unele cazuri, utilizarea prismă optică este mai convenabil decât o oglindă. Notă unele dintre beneficiile de prisme în fața oglinzilor:
- Acțiunea de o prismă, inlocuieste de multe ori acțiunea unui sistem de oglinzi. Unghiurile dintre oglinzile retrovizoare trebuie să fie reglate cu mare precizie în timpul asamblării, acesta este supus unui sistem de oglinzi razyustirovaniyu. Unghiurile dintre fațete ale prismei rămân neschimbate;
- Pierderea de lumină la fețele prismelor cu reflexie internă totală sunt egale cu zero, în timp ce pierderea de reflexie a suprafețelor oglinzilor sunt destul de mari; În plus, acoperiri reflectorizante de oglinzi în timp se poate deteriora;
- Structura de atașare a prismelor din suporturile sunt, de obicei, mai simple decât un sistem de oglinzi, are dimensiuni mai mici;
- Pentru unii, nu există sisteme oglindă prismă echivalente (de exemplu, prisme Dove, polupenta, unele tipuri de prismă spectrale).
Cu toate acestea, există sisteme optice și dispozitive optice, în care un înlocuitor la oglindă prismă optică adecvată. Cei mai importanți factori sunt greutatea dispozitivului (oglinzi considerabil prisme mai ușor), precum și costurile. De asemenea, prismă, în unele cazuri, sunt surse de aberații cromatice și de altă natură.
De lucru și suprafața nelucratoare a prismei - avionul. Distinge suprafata refractie de lucru al prismei prin care fasciculul de lumină intră într-o prismă și iese din ea, și suprafața de reflexie a prismei pe care fasciculul este reflectat în timp ce trece în prisma. Numărul de fețe de lucru și locația lor relativă determină cursul fasciculului în interiorul prismă, și toate conversia fasciculului, care apar atunci.
Dacă raza axială trece în interiorul prismă într-un plan, o astfel de prismă se numește plat. Dacă fasciculul axial este în două planuri - o astfel de prismă este numită spațială.
Secțiunea transversală a planului prismă, care se extinde în raza axială a fasciculului, numită secțiunea principală a prismei; la prisme plate o secțiune majoră în secțiunile principale spațiale cât mai multe planuri în care trece raza axială.
prisme reflecție. Principalele caracteristici de lucru ale prismelor reflectorizante sunt decalate deviere și unghiul fasciculului de lumină, și folie de imagine. Unghiul de deflexie este unghiul dintre direcțiile razei axiale înainte și după prisma, deformarea intermediară a fasciculului în interiorul prismei nu sunt luate în considerare.
Exemplele Fig.1 de prisme reflectorizante, cu una sau două reflecții
Wrapping imaginii depinde de numărul de fațete care reflectă și poziția lor în spațiu. Pentru prismă plat, cu un număr par de fațete reflectorizante imagine nu se întoarce prisma pentru ciudat - se transformă în secțiunea principală. Pentru înfășurarea imaginii într-un plan normal la secțiunea principală, una dintre fețele reflectante ale prismei este înlocuită cu un acoperiș care constă din două suprafețe de reflexie care formează un unghi diedru de 90 °, dispuse simetric în raport cu secțiunea principală a prismei (figura 2).
Exemple Fig.2 prisme acoperiș
Fiecare prismă optică este indicată prin două litere și numere separate printr-o liniuță. Prima literă indică numărul de fețe reflectante prismă (A - unul reflecție, B - doi B - trei), al doilea - natura structurii sale (P - isoscel, P - penta-prismatică, Y - polupenta C - ortorombic, L - prism Lehmann ). Numărul indică unghiul de deviere a axei fasciculului în grade. În același timp, acoperișul va fi considerat ca o fațetă. Notată indicele de acoperiș „pentru“, în prima literă. Pentru prismele unghiuri de deviere spațiale sunt specificate în planurile respective de-a lungul căii fasciculului.
prismă plat cu un număr par de fațete care să reflecte oferi o imagine directă. Atunci când prisma este înclinat într-un astfel de plan principal cu care se confruntă mănunchiul de raze nu este deviat. prismă plat cu un număr impar de fețe care reflectă da o imagine în oglindă a subiectului. Când le unghi în secțiunea principală a planului grinzilor sunt deviate la un unghi dublu.
prisme de reflecție sunt desfășurate într-o placă-plan paralel. prismă de scanare realizată prin inversarea progresiv circuitul secțiunii principale în jurul fețelor reflectorizante ale prismei de-a lungul căii fasciculului în prisma. Lungimea de scanare a prismei este egală cu lungimea geometrică a cursei a fasciculului în prismei (fig. 3)
Figura 3. Exemplu de prismă de scanare
Daca prisma nu este desfășurată în placa paralelă, acționează ca o pană, cu un unghi mare de refracție și provoacă o denaturare a imaginii și cromatism. Astfel de prisme sunt utilizate cu o cantitate suplimentară (compensator) pană.
Prisme reprezentând combinații ale modelului doi sau mai simplu de prisme deținute împreună ca o singură unitate prin lipire sau fixare într-un cadru, denumit compus sau complex. Ele sunt folosite în cazurile în care prisma standard nu este potrivit pentru sistemul proiectat în mărime sau unghiul de deviere, sau dacă doriți să reduceți dimensiunea sistemului. Figura 4 a, b prezintă o prisma de pană, în Fig.4, r - o vedere directă a compozitului prisma.
prisme compozite Fig.4 EXEMPLU
Figura 5 a, b prezintă prisma spațială constitutiv sunt folosite ca un sistem de înfășurare prisme - sistem prisme Malafeeva Porro primul și respectiv al doilea tip.
Exemple Fig.5 sisteme prismatice spatiale
Scopul obișnuit de reflexie prisme - deformarea fasciculului și ambalaj imagine. Cu toate acestea, în dispozitivele optice sunt folosite frecvent prism rezolvarea altor probleme, de exemplu, compusul sau separarea grinzilor, câmpul de separare. Exemple de prisme rezolvarea unor probleme similare sunt prezentate în fig.6
Fig.6 splitter Exemple fascicul
prismă spectrală. poliedru spectrală se numește prisme, realizat din material transparent, cu dispersie semnificativă (dn / d l). Razele unghiul de ieșire al prismei depinde de lungimea de undă. Trecerea fasciculului printr-o prisma asociată cu refracție, în funcție de material. Pentru fabricarea bun material prismă spectrală să fie utilizat, transparent pentru spectrul regiunii investigate având o mare dispersie, izotropie optică ridicată și uniformitate, să fie relativ scăzute și bine manipulate. Material pentru prisma de polarizare, în schimb, trebuie să fie anizotrop.
Pentru partea ultravioletă a spectrului este adesea folosit cuart natural cristalin, deși prezintă birefringență rotește planul de polarizare suficient de costisitoare și nu este disponibilă sub formă de bucăți mari de uniformitate și transparență suficientă. Rezultată cultivarea artificială a cuarțului este suficient de omogen și lipsit de dublă refracție. Cu toate acestea, prisma de cuarț sunt improprii pentru regiunea vizibilă.
Pentru regiunea vizibilă a materialului de bază pentru fabricarea prismă spectrale este sticla. De obicei, prisma spectrală este realizată din sticlă tip flint grele având o mare dispersie. Pentru cele mai multe clase de sticlă grele mare dispersie, însoțite de o absorbție semnificativă în partea de undă scurtă a spectrului vizibil.
Suprafețele prismele sunt expuse la flint grele chimic atmosferă agresivă. suprafață fractură Vizibile observată la dispozitivele prisme instalate în laboratoare chimice, în care sunt prezente în acizii atmosfera perechilor.
Pentru prisme cu dimensiuni mai mari de 100 mm, este dificil să se producă un pahar suficient de omogene. cristale de cuarț bune dimensiuni mai mari, există, de asemenea, extrem de rare. Aceste circumstanțe limitează dimensiunile prisme în dispozitive industriale. prisme mari din specimene de laborator individuale.
Principalele proprietăți ale prismei mai simplu urme pe forma prismei spectrală elementară din care este prezentată în fig.7
Fig.7 EXEMPLU prism spectrale
Unghiul diedru cu margine AB este numit refractie. Avionul ABCD și ABC'D „numit prismă refracta se confruntă. Plan perpendicular pe marginea prismei și care trece prin mijlocul ei, numit planul secțiunii principale.