棱柱的角度、位置和表麵數有助於定義類型和功能。要(yào)了解最流行的棱鏡是如何工作的,以及(jí)如何最好地使用(yòng)光反射和折射應用,考慮直(zhí)角(jiǎo)棱鏡,屋頂棱鏡(jìng)和組(zǔ)合棱鏡。有關棱鏡如何工作的理論以及具有十多種獨特幾何形狀的選擇指南,請參(cān)閱光學棱鏡簡介。

直角棱鏡

到目前為止,最常(cháng)用的棱鏡是45°-90°-45°棱鏡,俗稱直角棱鏡。它(tā)可以(yǐ)通過多種方式實現與(yǔ)圖像奇偶性或偏差相關的不同結果,因其三(sān)角形(xíng)麵上的角度而得(dé)名。45°-90°-45°棱鏡最常見的應用是將其視為直角棱鏡,它隻有一個反射,使入射光線偏(piān)離90°。生成的圖像將變(biàn)成左手(shǒu),但根據棱鏡的位置,可以反轉或還(hái)原(圖1)

圖(tú)1:45°-90°-45°為直角棱鏡,顯示反轉(左)和反轉(右)

使用棱柱體的(de)斜邊麵而不是腿部麵,可以實現(xiàn)另一種稱為porro棱柱體的配置。由於發生兩次反射,因此會生成右手圖像。當使用porro棱鏡時,光線的方向是相反的,因為物體進入和圖像離開同一個麵(miàn)。棱鏡的位置決定是旋轉還是僅僅發生偏差(圖2)。


圖2:Porro係統固定180°旋轉

最後,45°-90°-45°棱(léng)鏡也可用作DOVE棱鏡。DOVE棱鏡將(jiāng)圖像旋轉180°,但由於僅發生一次反射,因此(cǐ)根據棱鏡的位(wèi)置,圖像將變為反轉或反轉(zhuǎn)(圖3)。

屋脊棱鏡(jìng)

棱鏡(jìng)屋脊由兩個相(xiàng)互成90°的反射麵組成。與任何其他反射麵相比,它在功能上是等效的,但慣用手不會改變。一個很好的例子是amici(屋脊)棱鏡,它(tā)基本上是一個帶屋頂的(de)直角棱鏡。在(zài)此配置下,仍會發生90°的偏差,但奇偶性不會改變。屋頂棱柱體通(tōng)常與其他棱柱體一起使用,以實現所需的奇偶性(xìng)。

組(zǔ)合棱鏡

許多(duō)組合棱鏡可以通過對所用單(dān)個棱鏡表麵的方向和/或塗層進行輕微調整(zhěng)來實現。最終,應用程序決定了所需的組合類型。考慮最著名的組合棱(léng)鏡:PARROR係統,Pechan(屋(wū)脊)棱鏡,分束器。

porro棱鏡通常與自身結合使用,以創建總共有四次反射的porro係統(圖4)。由於它能夠在保持右手習慣的情況下產生與原始圖像旋轉180°的倒置圖像,這種類型的圖像安裝棱鏡(jìng)對於雙目和望遠鏡應用非常有用。請務必記住,光線路徑確實會發生位移,這一事實在調整porro係統中使用的其他光學部件(如雙筒望遠鏡的物鏡(jìng)和目鏡)時必須(xū)加以(yǐ)考慮(lǜ)。


圖4:Porro係(xì)統固定180°旋轉

另一種圖像安裝棱鏡是(shì)Pechan(屋頂)棱鏡(圖5),由施密特棱鏡和半五棱鏡組成。它攜帶六個全反射和一個(gè)小的氣隙,以允許棱鏡係統內(nèi)的TIR。偶數次反射使圖像保持右手。如(rú)果精(jīng)確對齊(qí),則不會(huì)沿對象的軸產(chǎn)生(shēng)位移,盡管圖像是反轉的。


使用Pechan屋脊棱鏡旋轉180°

最後,但可能是最容易識別的組合棱鏡,是立方體(tǐ)分光棱鏡(圖6)。與平板分(fèn)束器(通常(cháng)是帶有(yǒu)介電和抗反射(shè)(AR)塗層的平麵窗口)不同,立方體分束器由兩個直角(jiǎo)棱鏡組成。通(tōng)常,兩個棱鏡粘附(fù)在一起,但也存在光學接觸分束器。為了“分裂”入射光(guāng)束,在其中一個直角棱鏡的斜邊上塗上一(yī)層電介質塗層。該塗層在一個方向上反射光束的一部(bù)分,並允許另一個方向通過(guò)整(zhěng)個立方體傳(chuán)輸。塗層的類型決定(dìng)了這種分裂是50/50、30/70還是70/30,以及透射或反射的特定波長和/或偏振。由(yóu)於熟練的驗光師需要精確對準以將兩個斜邊粘在一起或接觸在一起,因此(cǐ)最好購買一個完整的分束器組(zǔ)件,而不(bú)是(shì)嚐試使用兩個相(xiàng)同的直角棱鏡。

圖6:立方體分光棱鏡

了解每個特定幾何體背後的光學理論有助於為任何應用選擇最佳棱鏡或棱鏡組合。