3.3反射棱镜解析.ppt

例：有一个视放大率为10倍的开普勒望远镜，目镜焦距20mm，系统出瞳直径为4mm。在物镜像方焦平面前放一个别汉屋脊棱镜，其玻璃折射率n=1.5163，棱镜展开长度为L=5.16D1，D1为棱镜入射面即第一面的口径，棱镜出射面即第二面距目镜距离为40mm，孔径光阑与物镜重合，物镜、目镜均按薄透镜计算。 求：（1）棱镜出射面口径D2=？（2）棱镜入射面孔径D1=？（3）棱镜入射面到物镜的距离。 第三节 反射棱镜 ( Reflecting Prisms) 一、反射棱镜的类型 定义：把多个反射面制作在同一块光学材料（如玻璃）上的光学零件。 注：反射棱镜主要利用全反射原理反射光线，但不是所有反射棱镜的反射面都满足全反射条件，凡遇到这样的反射面，都必须镀上反射膜。 功能：折转光路、转像、扫描等。 类型：简单棱镜、屋脊棱镜、立方角锥棱镜和复合棱镜。 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：工作面的交线 棱镜光轴：光学系统的光轴在棱镜中的部分，如ABC 光轴长度：棱镜光轴的几何长度；如AB+BC B A C （光轴截面：主截面与光轴重合） 1、一次反射棱镜 ★ 特点：具有1个反射面，成镜像。 （一）简单棱镜 ——1个主截面，并与所有工作面垂直 ★ 类型1：入射面、出射面均与光轴垂直 a) 等腰直角棱镜 b) 等腰棱镜 例： 等腰直角棱镜 （1） ★成像规律：沿光轴方向的Oz(O‘z’)轴始终沿光轴出射方向； 垂直于主截面的坐标方向不变； 位于主截面内的坐标改变方向。 （2） (类似单平面镜) ★ 类型2：入射面、出射面均不与光轴垂直 例：道威（Dove）棱镜 2）旋转特性：棱镜绕光轴旋转α角， 其反射像同方向旋转2α角。 特性：1）用于平行光路：入射光轴、出射光轴方向不变； x正倒对调 x，y翻转2α α = 90° ★ 应用：周视瞄准仪 折转光路 旋转特性 所得像的 坐标方向不变 2、二次反射棱镜 ★ 特点：1) 两个反射面，成一致像; 2) 出射、入射光线夹角等于两反射面夹角的2倍。 a) 半五角 b) 30°直角 c) 五角 d) 二次反射直角 e) 斜方 （双面镜原理） 3、三次反射棱镜 ★ 特点：1) 出射、入射光线夹角为45°； 2) 奇次反射成镜像。 斯密特棱镜 折叠光路 (二) 屋脊棱镜 ★ 目的：利用奇次反射棱镜使物体成一致像。 ★ 屋脊：构造交线在光轴面内的两个相互垂直的反向面。 ★ 功能：垂直于主截面的坐标y，被两个反向面依次反射 而改变方向。 直角屋脊棱镜 屋脊棱镜的平面表示方法 * (三) 立方角锥棱镜 立方角锥棱镜 ★ 结构：三个反射工作面相互垂直； 底面ADH（等边三角形）是入射、出射面。 ★ 特性：光线以任意角度从底面入射，经三个直角面依次 反射后，出射光线始终与入射光线平行。 ★ 应用：激光测距仪、用于激光谐振腔等 (四) 复合棱镜 1、分光棱镜 ★特点： 1）光强按比例分束； 2）两束出射光束光程相等。 ★应用：分束 2、分色棱镜 ★ 特点： 白光被分解为红、绿、蓝三色 ★ 应用：彩色电视摄像系统 3、转像棱镜 ★ 特点： 出射、入射光轴平行，实现完全倒像，折叠长光路。 ★ 应用：望远镜 普罗Ⅰ型 别汉 普罗Ⅱ型 4、双像棱镜 ★特点：非光轴上的物点，输出两个像点； 光轴上的物点，输出两个像点重合。 5、球面棱镜 ★ 功能：考虑光焦度 ★ 应用：集成光路 ★应用：双像目镜， 对圆孔的瞄准。 双像棱镜 棱镜Ⅱ和Ⅲ反射面 镀半反半透析光膜 二、棱镜的成像方向判定 1.建立坐标系 2. z轴：光轴方向，大拇指恒沿光轴方向； 3. y轴：垂直于光轴截面坐标的像； 普通棱镜：不变 屋脊：奇——变，偶——不变 4. x轴：平行于主截面的坐标轴； 与反射次数相关——奇——镜像，偶—— 一致像 5. 透镜：像的方向有变化但是坐标系不变、 根据 z 的方向不变， 确定y 方向，根据手系确定x. * z轴 x 轴