直(zhí)角棱鏡是(shì)一種以90°概念設計的棱鏡(jìng)。它主要(yào)用於各種光學儀器和光學成像領域,並用於彎曲的圖像路徑或90°轉向光。直角棱鏡可以產生翻轉或旋轉的左手圖像(xiàng),這將取決(jué)於棱(léng)鏡的方向。結(jié)合使用兩個直角棱鏡可用於圖像或光束移位應用。這些棱鏡也稱為圖像反(fǎn)射或反射(shè)棱鏡。今天(tiān),讓我們看一下直(zhí)角棱鏡的工作原理。

讓我(wǒ)們通過幾張圖片仔(zǎi)細看(kàn)一下直角棱鏡(jìng)的工(gōng)作原理。

圖(a)是平麵鏡光垂(chuí)直(zhí)入射,光從原路返回(huí)的狀態。當光在仰角或方位角以(yǐ)α角入射時,光以2α角反射。

圖(b)當α角較大或反光鏡與準直儀的距離較遠時,反射光不能進(jìn)入準直儀器的物鏡,無法(fǎ)接收到反射光;當隻有部分反射光能進入物鏡(jìng)時,反射像就(jiù)會變暗。要解決這個問題,就需加大準直儀器(qì)的通光口徑,而(ér)擴大口徑,意味著(zhe)成本增高(gāo),儀器的體積、重(chóng)量擴大,使用也不方便。

圖(c)是采(cǎi)用直角棱鏡用作反光鏡,光線垂直入射的情況(kuàng),當(dāng)光線平行(háng)返回時,θ角為45°,當光線成α角入射時,圖(d),在平行光路中(zhōng),對反射麵1法線的入射角為θ+α,光線(xiàn)成θ+α角射(shè)至(zhì)反射麵2.對(duì)反射麵(miàn)2法線的入射角為θ-α,光線成(chéng)θ-α角出(chū)射,因此出射角亦為α角,即出射(shè)光與入射光仍平行。

當入射角α大且(qiě)角度α變化時,出射光仍然與入射光平行,並且可以獲得反射圖像(xiàng),並且反射圖像不會在俯仰方向上移動。因此,直角棱鏡是單向敏感反射器。使(shǐ)用直角棱鏡作為反射器(qì)具有單向靈敏度的特性(xìng),但是其製(zhì)造要求和安裝要求非常(cháng)高。

另外,在製造直角棱鏡時,90°頂角的誤差將(jiāng)在俯仰方向上產生雙像。當使用(yòng)棱鏡(jìng)的不同部分時(shí),兩(liǎng)個反(fǎn)射麵(miàn)的平麵度誤差,尤其是較長的直角(jiǎo)棱鏡的曲率,將導致方位角誤差。

安(ān)裝直角棱鏡時,要確保直角棱鏡(jìng)的脊線水平,否則會導致傾斜瞄準時的(de)方位角誤差。當將直角棱鏡用(yòng)作反射(shè)器時,直角棱鏡的脊(jǐ)線的水平度是特(tè)殊的光(guāng)學特性。