第9课【反射棱镜概念与分类】概述.ppt

3.3、反射棱镜 一、相关概念、名词术语 1、棱镜：将一个或多个反射面磨制在同一块玻璃上的光学元件。 整体结构 原理：全反射、折射 作用： 转折光路、缩小仪器体积 转像、倒像、便于观察 保护反射面不受污染 便于安装、调试 一、相关概念、名词术语 2、棱镜的光轴： 棱镜光轴为折线，是光学系统的光轴在棱镜中的部分。一般是垂直于入射面入射的光线的轨迹。 一般：光轴转折次数等于棱镜反射面个数。 特殊：屋脊棱镜 一、相关概念、名词术语 一、相关概念、名词术语 （一）简单棱镜 2、二次反射棱镜（相当于双面镜） 2、二次反射棱镜 2、二次反射棱镜 3）五角棱镜（α=45，β=90）：将其对剖即得半五角棱镜；多用于取代平面镜或一次反射直角棱镜，成一致像，光路转折90 单价: ￥1,315.02 2、二次反射棱镜 4）直角棱镜（α=90，β=180）： 注意区别于一次反射直角棱镜（入射面不同）；多用于转像系统。 2、二次反射棱镜 5）斜方棱镜（α=180，β=360）多用于双目仪器中平移光轴，调整目距 3、三次反射棱镜 特点：转折光路，仪器结构紧凑；镜像。 例如， 1）斯密特棱镜：在显微镜中使用；为成一致像，可以改造为屋脊棱镜。 2）列曼棱镜与列曼屋脊棱镜（图3-31）： 用于潜望镜中 三次反射棱镜 （二）屋脊棱镜 屋脊棱镜的平面表示方法 （三）立方角锥棱镜 2、当光线以任意方向从底面入射，经过三个直角面依次反射后，出射光线始终平行于入射光线。 3、当角锥棱镜绕其顶点旋转时，出射方向不变仅产生一个平移。应用：与激光测距仪配合测距 激光测距 （四）棱镜的组合一复合棱镜 2) 分色棱镜：主要用于彩色电视摄影机中。 3）转像棱镜 主要特点：出射光轴与入射光轴平行，实现完全倒像，并能折叠很长的光路在棱镜中，可用于望远镜系统中实现倒像。 多截面——简单棱镜组合 倒像——望远系统——相同手系 折叠光路 别汉棱镜  4）双像棱镜 5)阿贝棱镜 （五）棱镜的代号 注意：主截面的情况；组合方式 1、分光棱镜 半透半反； 胶合； 两束光光强相等（光程相等） 应用：干涉仪 * 达夫棱镜 直角棱镜 斯密特棱镜 五角棱镜 B A C 光轴：光学系统的光轴在棱镜中的部分 ABC---棱镜光轴 光轴长度：棱镜光轴的几何长度； AB+BC= 棱镜光轴长度 光轴长度: L＝KD， K为棱镜的结构常数，D为通光口径 3、工作面：两个折射面（入射面、出射面）和若干个反射面 4、非工作面：光投射不到的表面 5、 棱：工作面间的交线。 边：非工作面的交线 6、主截面：由光轴确定的垂直于棱线的平面。光轴位于主截面内——光轴截面：入射光轴截面、出射光轴截面 复杂棱镜存在多个主截面 光轴 光轴截面 工作面　　　 　棱 主截面 反射棱镜 简单棱镜 屋脊棱镜 立方角锥棱镜 复合棱镜 一次反射 多次反射 分光棱镜 转像棱镜 分色棱镜 双像棱镜 二、反射棱镜的类型 只有一个主截面，所有工作面与其垂直。 1、一次反射棱镜：使物体成镜像，与单平面反射镜对应 1）直角棱镜：光轴转折90度 2）等腰棱镜：光轴转折任意角度，可根据需要进行设计（选择反射面的位置） 3）道威棱镜：光轴在进入棱镜前后不变向（注意坐标系的变化） 入射面、出射面与光轴不垂直：要求平行光路（平行于反射面) 旋转特性：（θ=2α）当其旋转α角时，反射像旋转2α，用于周视瞄准仪中 特点：在主截面内的坐标改变方向，垂直于主截面的坐标不改变方向，而O’Z’始终沿出射光轴方向。 z o x y z o x y z o x y z y o x 道威棱镜 1．与光轴一致的坐标轴 2．垂直于主截面的坐标轴:视屋脊面的个数而定，奇变偶不变。 3．平行于主截面的坐标轴 ：视反射面个数而定（屋脊面算二个反射面），奇变偶不变 周视瞄准仪 1．与光轴一致的坐标轴 2．垂直于主截面的坐标轴:视屋脊面的个数而定，奇变偶不变。 3．平行于主截面的坐标轴 ：视反射面个数而定（屋脊面算二个反射面），奇变偶不变 直角棱镜在水平面内以w旋转， 道威棱镜以w同向旋转， 可保证观察点不变 ￥1,093.58 -￥2,014.08 ￥2,060.21 ￥488.84 -￥3,271.51 1）半五角棱镜（α=22.5，β=45） 2）30直角棱镜（α=30，β=60） 以上两种多用于显微镜的转像系统 x y z 斯密特棱镜 其特点是：光路在棱镜中的光路很长，可以折叠光路，使仪器紧凑。 入射光线与出射光线之间的夹角为45° x′ z′ y′ 用两个互相垂直的反射面代替某一反射面，以在不增加棱镜的情况下获取一致像（但增加了一次反射）。 屋脊