33反射棱鏡課件

第三節(jié)反射棱鏡(ReflectingPrisms)一、反射棱鏡的類型定義：把多個反射面制作在同一塊光學(xué)材料（如玻璃）上的光學(xué)零件。注：反射棱鏡主要利用全反射原理反射光線，但不是所有反射棱鏡的反射面都滿足全反射條件，凡遇到這樣的反射面，都必須鍍上反射膜。功能：折轉(zhuǎn)光路、轉(zhuǎn)像、掃描等。類型：簡單棱鏡、屋脊棱鏡、立方角錐棱鏡和復(fù)合棱鏡。主截面：垂直于棱的截面基本概念工作面：入射面、出射面、反射面棱：工作面的交線棱鏡光軸：光學(xué)系統(tǒng)的光軸在棱鏡中的部分，如ABC光軸長度：棱鏡光軸的幾何長度；如AB+BCBAC（光軸截面：主截面與光軸重合）1、一次反射棱鏡★特點：具有1個反射面，成鏡像。（一）簡單棱鏡——1個主截面，并與所有工作面垂直★類型1：入射面、出射面均與光軸垂直a)等腰直角棱鏡

b)等腰棱鏡例：

等腰直角棱鏡（1）★成像規(guī)律：沿光軸方向的Oz(O‘z’)軸始終沿光軸出射方向；垂直于主截面的坐標(biāo)方向不變；位于主截面內(nèi)的坐標(biāo)改變方向。

（2）(類似單平面鏡)★

類型2：入射面、出射面均不與光軸垂直例：道威（Dove）棱鏡2）旋轉(zhuǎn)特性：棱鏡繞光軸旋轉(zhuǎn)α角，其反射像同方向旋轉(zhuǎn)2α角。特性：1）用于平行光路：入射光軸、出射光軸方向不變；x正倒對調(diào)x，y翻轉(zhuǎn)2αα=90°

★應(yīng)用：周視瞄準(zhǔn)儀折轉(zhuǎn)光路旋轉(zhuǎn)特性所得像的坐標(biāo)方向不變2、二次反射棱鏡

★特點：1)兩個反射面，成一致像;

2)出射、入射光線夾角等于兩反射面夾角的2倍。a)半五角b)30°直角c)五角d)二次反射直角e)斜方（雙面鏡原理）3、三次反射棱鏡★特點：1)出射、入射光線夾角為45°；

2)奇次反射成鏡像。斯密特棱鏡折疊光路(二)屋脊棱鏡★目的：利用奇次反射棱鏡使物體成一致像?！镂菁梗簶?gòu)造交線在光軸面內(nèi)的兩個相互垂直的反向面?！锕δ埽捍怪庇谥鹘孛娴淖鴺?biāo)y，被兩個反向面依次反射而改變方向。直角屋脊棱鏡屋脊棱鏡的平面表示方法12(三)立方角錐棱鏡立方角錐棱鏡★結(jié)構(gòu)：三個反射工作面相互垂直；底面ADH（等邊三角形）是入射、出射面?！锾匦裕汗饩€以任意角度從底面入射，經(jīng)三個直角面依次反射后，出射光線始終與入射光線平行。★應(yīng)用：激光測距儀、用于激光諧振腔等(四)復(fù)合棱鏡1、分光棱鏡

★特點：1）光強按比例分束；2）兩束出射光束光程相等?！飸?yīng)用：分束2、分色棱鏡★特點：白光被分解為紅、綠、藍(lán)三色★應(yīng)用：彩色電視攝像系統(tǒng)3、轉(zhuǎn)像棱鏡★特點：

出射、入射光軸平行，實現(xiàn)完全倒像，折疊長光路。★應(yīng)用：望遠(yuǎn)鏡普羅Ⅰ型別漢普羅Ⅱ型4、雙像棱鏡★特點：非光軸上的物點，輸出兩個像點；光軸上的物點，輸出兩個像點重合。5、球面棱鏡★功能：考慮光焦度★應(yīng)用：集成光路★應(yīng)用：雙像目鏡，對圓孔的瞄準(zhǔn)。雙像棱鏡棱鏡Ⅱ和Ⅲ反射面鍍半反半透析光膜二、棱鏡的成像方向判定1.建立坐標(biāo)系2.z軸：光軸方向，大拇指恒沿光軸方向；3.y軸：垂直于光軸截面坐標(biāo)的像；普通棱鏡：不變屋脊：奇——變，偶——不變4.x軸：平行于主截面的坐標(biāo)軸；與反射次數(shù)相關(guān)——奇——鏡像，偶——

一致像5.透鏡：像的方向有變化但是坐標(biāo)系不變、

根據(jù)z的方向不變，確定y方向，根據(jù)手系確定x.17z軸x軸y軸18z軸x軸y軸z軸x軸y軸z

’’

y’’x’’z’’

y’’x’’5例：屋脊半五角棱鏡zy棱鏡的等效作用1）無鏡時2）加平面鏡3）加棱鏡4）等效作用：PQF″LF′A″A′LQ′P'RR'三、棱鏡等效作用與展開★

等效平行平板厚度（棱鏡光軸長度）

★展開：在棱鏡主截面內(nèi)，按反射面的順序，以反射面與主界面的交線為軸，依次按反射面順序做鏡像，可得到棱鏡的等效平行平板。（一）棱鏡等效作用與展開方法：22

一次反射時

L—棱鏡的光軸長度，D—入射光束口徑LDL=Dk=1（二）、幾種典型棱鏡的展開直角棱鏡展開23二次反射時，L—棱鏡的光軸長度，D—入射光束口徑LDL=2DK=224五角棱鏡展開25半五角棱鏡展開26等腰棱鏡展開27B

A'CAB'D'斯密特棱鏡展開例：圖為一等腰直角棱鏡和兩個薄透鏡組成的光學(xué)系統(tǒng)。棱鏡直角邊長為兩透鏡相距50mm．物高10mm，距棱鏡60mm，棱鏡距L1為l00mm。求物體經(jīng)系統(tǒng)后所成的像的位置和大小。60L1L26010050棱鏡的等效平行平板厚度d為60mm,60L1L2601005060?10050例：圖為一等腰直角棱鏡和兩個薄透鏡組成的光學(xué)系統(tǒng)。棱鏡直角邊長為兩透鏡相距50mm．物高10mm，距棱鏡60mm，棱鏡距L1為l00mm。求物體經(jīng)系統(tǒng)后所成的像的位置和大小。棱鏡的等效平行平板厚度d為60mm,利用等效空氣平板的概念，等效空氣平板厚度為：

60L1L26010050604010050例：圖為一等腰直角棱鏡和兩個薄透鏡組成的光學(xué)系統(tǒng)。棱鏡直角邊長為兩透鏡相距50mm．物高10mm，距棱鏡60mm，棱鏡距L1為l00mm。求物體經(jīng)系統(tǒng)后所成的像的位置和大小。例：有一個視放大率為10倍的開普勒望遠(yuǎn)鏡，目鏡焦距20mm，系統(tǒng)出瞳直徑為4mm。在物鏡像方焦平面