工程光学第三章郁道银版作者窦柳明长沙理工大学.ppt

折射棱镜： 是通过两个折射表面对光线的折射进行工作的，两折射面的交线称折射棱，两折射面间的二面角α称为折射棱镜的折射角。垂直于折射棱的平面称为折射棱镜的主截面。 第四节 折射棱镜与光楔 其符号规定为：由入射光线以锐角转向出射光线，顺时针为正，逆时针为负。 一、折射棱镜的偏转? 1.δ—偏向角 第四节 折射棱镜与光楔 上式表明，偏向角δ与α，n以及I1有关，对于给定棱镜，α，n是一定的，δ随I1的变化而变化。 2.偏向角δ的计算：? 可以证明，当I1=-I2,I1=-I2时，δm为极小值。 变化过程中有一极小值δm。 常用测量折射棱镜最小偏向角的方法来测量玻璃折射率。 第四节 折射棱镜与光楔 二、光楔及其应用 1.定义:折射角很小的棱镜称为光楔。 2.偏向角公式: ? 当光线垂直入射或接近垂直入射时，所产生的偏向角仅由光楔的楔角和折射率决定。 第四节 折射棱镜与光楔 3.应用： (1)双光楔螺旋测微 将光线经过双光楔所产生的微小角度δ转换为两光楔间相对较大的旋转角度φ，从而进行微小角度的测量. 第四节 折射棱镜与光楔 (2)双光楔移动测微 可将垂轴方向的微小位移转换为沿轴方向的较大位移进行测量。 第四节 折射棱镜与光楔 1.色散：白光经棱镜后被分解为各种色光，在棱镜后将看到各种颜色，这种现象就是色散。 三、棱镜色散 第四节 折射棱镜与光楔 2.色散曲线： 3.白光光谱： 介质的折射率随波长的变化用曲线表示，称为色散曲线。 第四节 折射棱镜与光楔 第五节 光学材料 透射材料分类：光学玻璃、光学晶体和光学塑料 中低档光学仪器中取代① 日益广泛 最常用、制造工艺成熟、品种齐全 使用情况 与①相当 比①宽 0.35—2.5um 透射光波范围 ③光学塑料 ②光学晶体 ①光学玻璃 　 对光学材料的总体要求：折射材料对工作波段有良好的透射率，反射元件对工作波段有很高的反射率。 一、透射材料的光学特性 1）三种光学材料的比较： 第五节 光学材料 2）光学常数： 平均折射率、平均色散、阿贝常数（平均色散系数）、 部分色散、相对色散 *二、反射材料的光学特性 反射光学元件是在抛光玻璃或金属表面上镀上一层高反射率的金属材料的薄膜而成。 唯一的光学特性是其对各种色光的反射率 。 各种金属的反射率各不相同，同一金属材料的反射率随波长的不同而不同。 第五节 光学材料 2)二次反射棱镜（相当于一个双面镜） 其出射光线与入射光线的夹角取决于两反射面的夹角，像与物一致，不存在镜像。 第三节 反射棱镜 a）半五角棱镜 第三节 反射棱镜 b）30。直角棱镜 第三节 反射棱镜 这两种棱镜多用于显微镜观察系统，使垂直向上的光轴折转为便于观察的方向。 第三节 反射棱镜 c）五角棱镜 五角棱镜是五边形棱镜, 四个面抛光，其中两个面为反射面，另外两个面为入射和出射面，反射面镀反射膜并涂黑漆保护。五角棱镜可以使光线转向90°，既无像面旋转也无镜面反射，并且90°的转向不会因为棱镜位置的不同而改变，所以非常利于装配。五角棱镜被广泛用于水准仪和测距仪等，也可用于单反相机。 第三节 反射棱镜 d）直角棱镜 直角棱镜用来实现光束180°的转向 第三节 反射棱镜 斜方棱镜可以使光线产生侧向位移，但是不改变其传播方向。斜方棱镜广泛用于体式显微镜和潜望镜中。 体视显微镜又称“实体显微镜”或“解剖镜”，是一种具有正像立体感地目视仪器，被广泛地应用于生物学、医学、农林、工业及海洋生物各部门 e）斜方棱镜 3)三次反射棱镜 第三节 反射棱镜 2．屋脊棱镜 两个相互垂直的反射面叫屋脊面 如果需要得到与物体一致的像，而又不宜增加反射棱镜时，可用交线位于棱镜光轴截面内的两个相互垂直的反射面取代其中一个反射面，使垂直于主截面内的坐标被这两个相互垂直的反射面依次反射而改变方向，从而得到与物一致的像。 第三节 反射棱镜 第三节 反射棱镜 3．立方角锥棱镜 重要特性：光线以任意方向从底面入射，出射光线始终平行于入射光线。当棱镜绕其顶点旋转时，出射光线方向不变，仅产生一个位移。 由立方体切下的一个角形成。 第三节 反射棱镜 角锥由三个互相垂直的直角面组成，入射光线在三个直角面上形成全反射，并且原路返回。角锥对光线的入射角度不敏感，常用于激光测距仪。 第三节 反射棱镜 1）分光棱镜 (普通分光棱镜) 4．棱镜的组合（复合棱镜） 半透半反膜 将一束光分成光强相等的两束光，且在棱镜中的光程相等。 第三节 反射棱镜 第三节 反射棱镜 2) 分色棱镜： 主要用于彩色电视摄影机中 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