直角棱镜是如何工作的?

1. 直角棱镜是一种以90°为概念设计的棱镜


主要用于各种光学仪器和光学成像领域,用于弯曲图像路径或90°转向光线。直角棱镜可以产生翻转或旋转的左手图像,这取决于棱镜的方向。组合两个直角棱镜可以用于图像或光束移动应用。这些棱镜也被称为图像反射或反射棱镜。


2. 直角棱镜的工作原理


在平面镜的光垂直入射的状态下,光从原始路径返回;当光在俯仰或方位方向上以α角入射时,光以2α角反射。当α角较大或反射器与准直器之间的距离较长时,反射光无法进入准直器的物镜,也无法接收反射光;当只有一部分反射光可以进入物镜时,反射图像将变得更暗。要解决这个问题,需要增加准直仪器的净孔径,而增加孔径意味着成本会增加,仪器的体积和重量会增加,使用起来也不方便。


直角棱镜被用作反射器。当光线垂直入射时,当光线平行返回时,θ角为45°。当光以α角入射时,在平行光路中,反射表面1法线的入射角为θ+α、 光以θ+α的角度入射到反射表面2,与反射表面2法线的入射角为θ-α,光以θ-α的角度出射,所以出射角也是α角,即入射光和入射光是平行的。


当入射角α较大且α角发生变化时,出射光仍与入射光平行,可以获得反射图像,反射图像在仰角方向上是静止的。因此,直角棱镜是一种单向灵敏的反射器。使用直角棱镜作为反射器具有单向灵敏度的特点,但其制造要求和安装要求都很高。此外,在制造直角棱镜时,90°脊角的误差会导致双向俯仰方向,而两个反射面的平面度误差,特别是较长直角棱镜的弯曲,在使用棱镜的不同部件时会导致方位角误差。


安装直角棱镜时,要确保直角棱镜的山脊水平,否则倾斜瞄准时会造成方位误差。

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