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反射棱镜的作用和分类

作者:时间:2020-05-21 09:38:16157 次浏览

将一个或多个反射工作平面制作在同一块玻璃上的光学零件称为反射棱镜。反射棱镜在光学系统中的主要作用是用来达到转折光轴.转像、倒像、扫描等目的。由于反射校镜在发生全反射时几乎没有能量损失,并且具有不易变形和便于装调等优点,因此在光学仪器中,对于尺寸不大的反射面常用反射棱镜来代替平面反射镜。

简单反射棱镜主要可以分为以下几种

(1)一次反射棱镜

一次反射棱镜相当于单块平面镜,对物成镜像。其中最常用的是等腰直角棱镜,如下图所示。两个直角面,即AB面和BC面,称为棱镜的人射面和出射面,光学系统的 光轴必须从这两个面的中心垂直通过。故这种棱镜使光轴偏转90°.这里,人射面、反射 面和出射面统称为棱镜的工作面,工作面的交线称为棱线或棱,垂直于棱线的平面称为棱 镜的主截面。光轴应位于主截面内. 若需经一次反射使光轴转过若干角度,根据反射定律和几何关系,很容易通过作图或 计算得出这种一.次反射棱镜的顶角值,图1-26所示是等边棱镜割去无用的阴影部分所光得,它可使光轴偏转60°.

一次反射棱镜

还有一种较为特殊的一次反射校镜,如图下所示,它由等腰直角棱镜截去无用的 直角部分而成,称为达夫棱镜。它虽使光轴经一次反射,但因光轴在人射面和出射面上均 要经一次折射,最终并不改变光轴的方向。达夫棱镜的重要性质在于当它绕平行于反射 面的AA'轴旋转a角时,物体的反射像将转过2a角。这可以通过图中棱镜处于两个位置(b)和(c)时的成像情况加以证明。达夫棱镜的这-性质,使它在周视瞄准镜中得 到了重要应用,如图所示。这里,直角校镜P.绕其出射光轴旋转达到周视的目的; 同时,达夫棱镜P2以P.角速度的一半转动,以使观察者不必改变位置就能周视全景。但 要注意,由于达夫棱镜的人射面和出射面不与光轴垂直,它只能应用于平行光束中。

周视瞄准镜的工作原理

(2)二次反射棱镜

这类棱镜相当于双平面镜系统,即夹角为a的二次反射梭镜将使光轴转过2a角. 图1-29画出了几种常用的二次反射棱镜,其中(c)和(d)是最常用的两种棱镜,前者称五 角棱镜,当要避免镜像时,可用来代替一次反射直角棱镜;后者称二次反射直角棱镜,常用 来组成棱镜倒像系统;(a)是半五角校镜;(b)是30°直角棱镜,它可代替图所示的一次反射棱镜;(e)称斜方棱镜,可使光轴产生平移。

二次反射棱镜

(3)三次反射棱镜

最常用的有施密特棱镜,如图1-30所示,它使出射光轴相对于入射光轴改变45"的方 向。由于光线在棱镜中的光路很长,可折叠光路,使仪器结构紧凑。

施密特棱镜