棱鏡-鞍山市亚洲国产综合997光（guāng）電有限公司-直角/等腰/五角/屋脊棱鏡

棱鏡是由光學材料組成的棱柱體，所有棱鏡的折射麵（miàn）和反射麵統稱工作麵，兩工作麵的（de）交線稱（chēng）為棱，垂直棱（léng）的截麵稱為主截麵。棱鏡在光學中起著許多（duō）各不相（xiàng）同（tóng）的作用，棱鏡的（de）組合可以用作（zuò）分束器、起偏器等，但大（dà）多數應用（yòng）中，隻是用了棱鏡的色散功能（néng），或使像的方向、光束傳播方向發生改（gǎi）變的功能。色（sè）散（sàn）功能使棱（léng）鏡作為色散元件，如（rú）在分光計、攝譜儀（yí）、單色儀中的（de）棱鏡就是起著色散作用。

在許（xǔ）多光學儀器中，往（wǎng）往利用棱鏡使光路折疊，以使係統縮小體積，並且這些棱鏡（jìng）都沒有色散，如反演棱鏡，倒向棱鏡等。

鏡是實心的玻璃光學，經過磨砂和拋光成幾何與（yǔ）光學明顯的形狀。角度、位置和光學平晶數量有助於（yú）定義類型和功能。將一束白光源分散到其組件顏色。利用此應用的設備是折射儀和光譜（pǔ）元件。由（yóu）於這一初步（bù）發現（xiàn），棱鏡已在係統中用於“折射”光纖，將係統“折疊”成一個（gè）較小的（de）空間，改（gǎi）變（biàn）圖像的方向（也稱為旋性或同位），以及（jí）合並或分割光束的部分反射（shè）麵。這些用途在利用（yòng）望遠鏡、放（fàng）大鏡、測（cè）量儀器和許多其他應用中非常普遍。

生（shēng）產先進的LCD、DLP、LCOS顯示技術中光學引擎用光學棱鏡和DVD係列棱鏡以及二向色板。棱鏡加工能力：角度精度：5"；麵精（jīng）度：within1/10λ；　棱差：1"；　尺寸精度：±0.02mm

棱鏡是實心的玻璃光學，經過（guò）磨砂和拋光成幾何與光學明顯（xiǎn）的形（xíng）狀。角度、位置和光學平晶數量有助於定義類型和功能。將一束白光源分散（sàn）到其組件顏色（sè）（圖1）。利用（yòng）此應用的（de）設備（bèi）是折射儀和光譜元件。由於這一初步發現，棱鏡已在係統（tǒng）中用於“折射”光纖，將係（xì）統“折疊”成（chéng）一個較小的空（kōng）間，改變圖像（xiàng）的方向（xiàng）（也稱為旋性或同位（wèi）），以及（jí）合並或分割光束的部（bù）分反射麵。這些用（yòng）途在利用望遠鏡、放大鏡、測量（liàng）儀器和許多其他應用中非常普遍。

圖（tú）1：通過棱鏡實現色散

棱鏡的一個顯著特點是能夠模仿作為一個平麵鏡係統，來模擬棱鏡媒介中的光反射。更換反射鏡組件可能（néng）是最（zuì）有（yǒu）用的棱鏡應用，因為它們都折射或折疊光線和改變圖像（xiàng）同位。要實現類似單個棱鏡的效果（guǒ），通常需要使（shǐ）用多個反射鏡。因此，用一個棱鏡來代替幾個反射鏡（jìng）可減少潛在的校準錯誤，提（tí）高準確性和（hé）減少係統的規模和複雜性。

棱鏡（jìng）製造

在鑽研棱鏡的理論（lùn）之前，先思考其製造（zào）過程。為了能（néng）夠（gòu）在大多數應用中成功使用，製造棱鏡時必須符合非常（cháng）嚴格的公差和精度。由於形（xíng）狀、大小和最重要反射麵數量的（de）變異，大規模的自動化過程對於棱鏡（jìng）製造是（shì）完全不可行（háng）的。此外，大多數高精度（dù）棱鏡往往傾向於少量製造，意味著自動化過程是不必要的。

首先，取得一塊符合特定等級和玻璃類型的玻璃（lí）（稱為“玻璃毛坯”）。然後磨砂這塊玻璃，或通過一個金屬金剛石砂輪（lún）生成（chéng）接近完成的產品。大多數的玻（bō）璃都會（huì）從這個階段（duàn）去除，形成平坦但仍（réng）然粗糙的表麵（miàn）（圖2a）。此時，即將成為棱鏡的尺寸已非常（cháng）接近所需的規格。接著，是去除表麵的表（biǎo）麵下裂痕的細磨過程；這一階段稱為精磨。第一個階段遺留的刮（guā）痕將會在第二個階段中去除（圖2b）。精（jīng）磨處理之後，玻璃（lí）表麵應出現混濁和不透明。在（zài）首兩個階段中，棱鏡表麵必（bì）須潮濕，以便（biàn）加快玻璃移除和（hé）防止玻璃本身過熱。

第三階段包括根據（jù）規格要求將棱鏡拋光到指定的精度。在這個階段中，玻璃將摩擦（cā）用“研磨漿”濕潤的聚氨酯拋光器，此“研磨漿”是通常包含混（hún）合水與浮石或氧化鈰的光學拋光化合物（圖2c）。拋光階段的確（què）切時間，非常依賴於要求（qiú）的鏡麵規格。一旦完成（chéng）拋光，即可開始倒角。在這第四個階段中，棱鏡的邊緣將經過一個旋轉的鑽石板，將上述步（bù）驟中形成（chéng）的尖銳邊緣稍微（wēi）磨鈍（dùn）（圖2d）。倒角之後，成品棱鏡將（jiāng）進行清理、檢查（通過手動和自動兩種方式），以及在必要時進行減反(AR)和/或金屬反射鍍膜，以進一步幫助提高整體（tǐ）透射率（lǜ）和/或反射率。雖（suī）然過程因為棱鏡上的反射麵數量而需要更積極（jí）參（cān）與並可能需要更多（duō）的循環（huán）或操作，但生成、平滑、拋光（guāng）和倒角（jiǎo）階段在圖2a - 2d中都有大致的概述（shù）。

圖2a： 棱鏡製造（zào）過程：粗磨階段

圖2b： 棱鏡（jìng）製造過程：精磨階段

圖2c： 棱鏡製造過（guò）程：拋光階段

圖2d： 棱鏡製造過（guò）程：倒角階段（duàn）

在製造棱鏡的整個（gè）過程中，需要不斷調整（zhěng）和固定進行中的每個鏡麵。將棱鏡固定到位涉及兩個方法之一：阻止和接觸。阻止需要將棱鏡排列在注入熱蠟的（de）金（jīn）屬工具中。另一方（fāng）麵，接觸是（shì）一個在室溫下（xià）進行的光學粘合過程，通過其範德瓦爾斯交互作用將兩（liǎng）個清潔的玻璃表麵緊固在一起。接觸方法在要求高精度公差時使用，因為它不需要在生（shēng）成（chéng）、平滑或拋光階段中進行其他調節來考慮棱鏡表麵和接觸塊（kuài）之間的蠟厚度。

在棱鏡（jìng）製造過程的（de）每一個階段中，從產生到（dào）阻止和接觸，都需要一位熟練的驗光師（shī）手動檢查和調整正在處理的棱鏡表麵（miàn）。因此，它需要注入非常大的勞力，而且要（yào）求經（jīng）驗和技巧來完成。整個（gè）過程通常（cháng）需要相當大量的時間、工作和專注。

理論：光線與折射（shè）

了解棱鏡如何工作是決（jué）定哪種（zhǒng）類型的棱鏡最適合某個特（tè）定應（yīng）用的關鍵。為此，重要的是首先了解光與光學表麵的相互作用。這種相互作用可通過斯涅爾的折射定律說明（míng）：

(1)n1sin(θ1)=n2sin(θ2)n1sin(θ1)=n2sin(θ2)

其中n1是入射媒（méi）介的指數，θ1是入射光線的角度，n2是折（shé）射（shè）/反射媒介的指數，以及θ2是折射/反射光線的角度。斯涅爾定（dìng）律說明當光線經過多個媒介時，入射角和投（tóu）射角之間的關係（圖3）。

圖3： 斯（sī）涅（niè）爾定律和內部全反射理論

棱鏡（jìng）的顯著（zhe）能力是不需要特殊鍍膜即可反射光（guāng）線路徑，例（lì）如在使用反射鏡時則需要使用這些鍍膜。此功能通過一種稱為全部內反射(TIR)的現象來實現。TIR在入射角（從正常測量的入射光線角度）大於臨界角θc時發生：

(2)sin(θc)=n1n2sin(θc)=n1n2

其中n1是光線產生時媒介（jiè）的折射率，n2是光線出射時媒介的折射率。重要的是，需要知道TIR隻有當光從高指數媒介傳輸到低指數媒介時發生。

在臨界角，折射角等於90°。參考圖（tú）3，將發現TIR隻在當θ超出（chū）臨界角時發生。根據斯涅爾定（dìng）律（lǜ），如果該（gāi）角度在臨界角之下，則透射將（jiāng）連同反射一起發生。如果棱鏡麵不符合所需角度的TIR規格，則必須使用反射鍍（dù）膜（mó）。這就是為什麽有些應用需要鍍膜版本的棱（léng）鏡，在其他應用中（zhōng）可以無需鍍膜即可良好工作的原因。

棱鏡類型（xíng）

共有四種主要類型的棱鏡，色散棱鏡，偏轉或反射（shè）棱鏡、旋轉棱鏡和偏移棱鏡。偏轉、偏移和旋轉棱鏡常用於成像（xiàng）應用；擴散棱鏡專用於色散光源，因此不適合用於要求優質圖（tú）像的任何應用。

色散棱鏡

根據棱鏡基片的波長和反射率，棱鏡色散取決於棱鏡的幾何及其折射率色散曲線。最小偏向角決定入射光（guāng）線和投（tóu）射光線之（zhī）間的最小夾角（圖8）。綠（lǜ）色光的波長偏離超過紅色，藍（lán）色比紅（hóng）色和綠色多；紅色通（tōng）常定義為656.3nm，綠色為587.6nm和藍（lán）色為486.1nm。

圖4：通（tōng）過棱鏡實現色散

偏轉、旋轉和偏移棱鏡

偏轉光（guāng）線路徑的棱鏡，或將（jiāng）圖像從其原始軸偏移，在（zài）很多成像係統中很有幫助。光線通常（cháng）在45°、60°、90°和180°角度偏轉（zhuǎn）。這有助於聚集係統大小或（huò）調整光線（xiàn）路徑而不影響其餘的係統設置。旋轉棱鏡，例如道威棱鏡，用於（yú）旋轉倒位後的圖像。偏移棱（léng）鏡保持光線路徑（jìng）的方向，還會將其關係調整（zhěng）為正常。