33反射棱镜课件

,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版标题样式,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,角，,其反射像,同方向,旋转,2,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,2,=,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,12,(,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,型,别汉,普罗,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,和,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.,17,z,轴,x,轴,y,轴,18,z,轴,x,轴,y,轴,z,轴,x,轴,y,轴,z,y,x,z,y,x,5,例：屋脊半五角棱镜,z,y,棱镜的等效作用,1,）无镜时,2,）加平面镜,3,）加棱镜,4,）等效作用：,P,Q,F,L,F,A,A,L,Q,P,R,R,三、棱镜等效作用与展开,等效平行平板厚度,（棱镜光轴长度）,展开：,在棱镜主截面内，按反射面的顺序，以反射面与主界面的交线为轴，依次按反射面顺序做镜像，可得到棱镜的等效平行平板。,（一）棱镜等效作用与展开方法：,22,一次反射时,L,棱镜的光轴长度，,D,入射光束口径,L,D,L=D,k=1,（二）、几种典型棱镜的展开,直角棱镜展开,23,二次反射时，,L,棱镜的光轴长度，,D,入射光束口径,L,D,L=2D,K=2,24,五角棱镜展开,25,半五角棱镜展开,26,等腰棱镜展开,27,B,A,C,A,B,D,斯密特棱镜展开,例：图为一等腰直角棱镜 和两个薄透镜组成的光学系统。棱镜直角边长为,两透镜相距,50mm,物高,10mm,，距棱镜,60mm,，棱镜距,L,1,为,l00mm,。求物体经系统后所成的像的位置和大小。,60,L,1,L,2,60,100,50,棱镜的,等效平行平板厚度,d,为,60mm,60,L,1,L,2,60,100,50,60,?,100,50,例：图为一等腰直角棱镜 和两个薄透镜组成的光学系统。棱镜直角边长为,两透镜相距,50mm,物高,10mm,，距棱镜,60mm,，棱镜距,L,1,为,l00mm,。求物体经系统后所成的像的位置和大小。,棱镜的,等效平行平板厚度,d,为,60mm,利用等效空气平板,的概念，,等效空气平板,厚度为：,60,L,1,L,2,60,100,50,60,40,100,50,例：图为一等腰直角棱镜 和两个薄透镜组成的光学系统。棱镜直角边长为,两透镜相距,50mm,物高,10mm,，距棱镜,60mm,，棱镜距,L,1,为,l00mm,。求物体经系统后所成的像的位置和大小。,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=5.16D,1,，,D,1,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,D,2,=,？（,2,）棱镜入射面孔径,D,1,=,？（,3,）棱镜入射面到物镜的距离。,