直角棱鏡是一種以90°概念設計的棱鏡。它主要用於各種光學儀器和光學成像領域,並用於彎曲的圖像路(lù)徑或90°轉向光。直角棱鏡可以產生翻轉或旋轉的左手圖像,這將取決於棱鏡的方(fāng)向。結合使用兩個(gè)直角棱鏡(jìng)可用於(yú)圖像或光束移位(wèi)應(yīng)用。這些棱鏡也稱為圖像反射或反射棱鏡。今天,讓我們(men)看(kàn)一下直角棱(léng)鏡的工作原理。

讓我們通過幾張圖片仔細看一(yī)下直角棱鏡的工作原理。

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

圖(b)當α角較大或反(fǎn)光鏡與準直儀的距離較遠時,反(fǎn)射(shè)光不能進入準直儀器的物(wù)鏡,無法接收到反射光;當隻(zhī)有部(bù)分反射光能進入物(wù)鏡時,反射像就會變暗。要解決這個問題,就需加大準直儀器的通光口徑,而擴大口徑,意味著(zhe)成本增高(gāo),儀器的體積、重量擴大,使用也不方(fāng)便。

圖(c)是采用直角棱(léng)鏡用作反光鏡,光線垂直入射的情況(kuàng),當光線平行返回(huí)時,θ角為45°,當光線成α角(jiǎo)入射時,圖(d),在平行光路中,對反射麵1法線的入射角為θ+α,光線成θ+α角射至反射麵2.對(duì)反射麵(miàn)2法線的入射角為θ-α,光線成θ-α角出射,因(yīn)此出射(shè)角亦為α角,即出射光與入射光仍平(píng)行。

當入射角α大且角度α變化時,出射光仍(réng)然與入射光平行,並且可以獲得反射圖像,並且反射圖像不會在俯仰方向上移動(dòng)。因此(cǐ),直角棱鏡(jìng)是單向敏感反射器。使用(yòng)直角棱鏡(jìng)作為反射器具有單向靈(líng)敏(mǐn)度的特性,但是其製(zhì)造要求和安裝要求非常高。

另外,在製造直角棱鏡時,90°頂角(jiǎo)的(de)誤差將在俯仰(yǎng)方向上產生雙像。當使用棱鏡的不同部分時,兩個反射(shè)麵的平麵度誤差,尤其是較長的直角棱鏡的曲率,將導致方位角(jiǎo)誤差。

安裝直角棱鏡(jìng)時,要確(què)保直(zhí)角棱鏡的脊(jǐ)線水平,否則會導致傾斜瞄準時的方位(wèi)角(jiǎo)誤差。當將(jiāng)直角棱鏡用作反射器時,直角棱(léng)鏡(jìng)的脊線的水平度是特殊的光學特性(xìng)。