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

棱鏡是由光學材料組成的棱柱體，所有棱鏡的折射麵和反射麵統稱工作麵，兩工作麵的交線稱為棱（léng），垂直棱的截（jié）麵（miàn）稱為主截（jié）麵。棱鏡在光學中起著許多各不相同的作用（yòng），棱鏡的組合可以用作分束器、起偏器等，但大多數應用中，隻是用了棱鏡的色散（sàn）功能，或使像的方向、光束傳播方向發生改變的功能。色散功能使棱鏡作為色散元件，如在分光計、攝譜儀、單色儀中的棱鏡就是起（qǐ）著色散作用。

在許多光學儀器中，往往利用棱鏡使光路折疊，以使係統縮小體（tǐ）積，並且這些棱鏡都沒有色散，如反（fǎn）演棱鏡，倒向棱（léng）鏡等。

鏡是實心的玻（bō）璃光學，經（jīng）過磨砂（shā）和（hé）拋光成幾何（hé）與光學明顯的形狀（zhuàng）。角度、位置和光學平晶數量有助於定義類型和功能。將一束白光源分散到其組件顏色。利用此應用的設備是折射儀和光譜元件。由於（yú）這一初步發現，棱鏡已在（zài）係統中用於“折射”光纖，將係統“折疊”成一個較小的空間，改變圖像的方向（也（yě）稱為（wéi）旋（xuán）性或同位（wèi）），以及合並或（huò）分割光束的部分反射麵。這（zhè）些用途在利用（yòng）望遠鏡、放大鏡、測量儀器和許多（duō）其他應用中非常普遍。

生產先（xiān）進的LCD、DLP、LCOS顯示技術中光學引擎用光學（xué）棱鏡和DVD係列棱鏡以及（jí）二向（xiàng）色板。棱鏡加工能力：角度精度：5"；麵精度（dù）：within1/10λ；　棱差：1"；　尺寸精度：±0.02mm

棱鏡是實（shí）心的玻璃光學，經過磨砂和拋光成幾何與光學明顯的形狀。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（dào）其組件顏色（圖（tú）1）。利用此應用的設備是折射儀和光譜元件。由於這一初步發現，棱鏡已在係統中用於“折射（shè）”光纖，將係統“折疊”成一個較小的空間，改變圖像的方向（也稱為旋性或同位），以及合（hé）並或分割光束的部分反射（shè）麵。這些用途（tú）在（zài）利用望遠鏡、放大鏡、測量儀器和許多其他應用中非（fēi）常普遍。

圖1：通過（guò）棱鏡實現色散（sàn）

棱鏡的一個顯（xiǎn）著特點是（shì）能夠模仿作為一個平麵鏡係統，來（lái）模擬棱（léng）鏡媒介中的光（guāng）反射。更換反射鏡組件可能是最有（yǒu）用的棱鏡應（yīng）用，因為它們都折射或折疊（dié）光線和改變（biàn）圖像同位。要實現類似單個棱鏡的效果，通常（cháng）需要使用多個（gè）反射鏡。因（yīn）此，用一個棱鏡來代替幾個反射鏡可減少潛在的（de）校（xiào）準錯誤，提高準確性和（hé）減少係統的規模和複雜性。

棱（léng）鏡製造

在鑽研棱鏡的理論之前，先思考（kǎo）其製（zhì）造過程。為了能夠在大多數應用中成功使用，製造（zào）棱鏡時（shí）必須符合非常嚴格的公差（chà）和精度。由於形狀、大小和（hé）最重要反射（shè）麵數量的變異，大（dà）規模的（de）自動化過程對於（yú）棱鏡製造是完全不（bú）可行的。此外，大多數高精度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（děng）級和玻璃類型的（de）玻璃（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生成接（jiē）近（jìn）完成的產品。大多數的玻璃都（dōu）會從這個階段去除，形成平坦但仍然粗糙的表麵（圖2a）。此時，即將成為棱鏡的尺寸已非常接近（jìn）所需的規格。接著（zhe），是去除表麵的表麵下裂痕的細磨過程；這一階段稱（chēng）為精磨。第一（yī）個階段遺留的刮痕將（jiāng）會在第（dì）二（èr）個階段（duàn）中去除（圖2b）。精磨處理（lǐ）之後，玻璃表麵應出現混濁和不透明。在首（shǒu）兩個（gè）階段中，棱鏡表麵必（bì）須潮濕，以便加快玻璃移除和防止玻（bō）璃本身過熱。

第三階段包括根據規格要求將（jiāng）棱鏡拋光到（dào）指定的精度。在這個階段中，玻（bō）璃將摩擦用“研磨漿（jiāng）”濕潤的（de）聚氨酯拋光器，此（cǐ）“研磨漿”是通（tōng）常包含混（hún）合水與浮石或（huò）氧化鈰的光學拋光（guāng）化合物（圖2c）。拋光階段的確（què）切時間，非常依賴於要求的鏡麵規格。一旦完成拋光，即可開（kāi）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，將上述步驟中形成的尖銳邊緣稍微磨（mó）鈍（圖2d）。倒角之後，成品棱鏡將進行清理、檢查（通過手動和自動兩種方式），以及在必要時進行減（jiǎn）反(AR)和/或金屬反射鍍膜，以進一步幫助提高整體透射率和/或反射率。雖（suī）然過程因為棱鏡上的（de）反射麵數量而需要更積（jī）極參與並可能需要更多的循環或（huò）操作，但（dàn）生成、平滑、拋光和倒角階段在圖2a - 2d中都有（yǒu）大致的概述。

圖2a： 棱鏡製造過程：粗磨階段

圖2b： 棱鏡製造（zào）過程（chéng）：精（jīng）磨階段

圖2c： 棱鏡製造過程：拋光階（jiē）段

圖2d： 棱鏡製造過程：倒角階段

在製造棱鏡的整個過程中，需要不斷調整和固定進行中的每個鏡麵。將棱（léng）鏡固定到位涉及兩個方法之一：阻止和接觸。阻（zǔ）止需要將棱鏡排列在注入熱蠟的金屬工具中。另一方麵，接觸是一個在室溫下進（jìn）行的光學粘合過程，通（tōng）過其範德瓦爾斯交互作用將（jiāng）兩個清潔的玻璃表麵緊固在一起。接觸方法在要求高精度公（gōng）差時（shí）使用，因為它不需要在生成、平滑（huá）或拋光階段（duàn）中進行其他調節來考（kǎo）慮棱鏡表麵和接觸塊之間的蠟厚度。

在棱鏡製造過程的每一個階段中，從產生（shēng）到阻止和接觸，都需要一位熟練的（de）驗光（guāng）師手動檢查和調整（zhěng）正（zhèng）在處理的棱鏡表麵。因此，它需要注入非（fēi）常大的勞力，而且要求經驗和技巧來完成。整個過程通常需要相當大量的時間（jiān）、工作和專注。

理論：光線與折射

了解（jiě）棱鏡如何工作是決定哪種類型的棱鏡最適（shì）合某個特定應用的關鍵。為此，重要的是首先了解光與光學表麵的相互作用（yòng）。這種相互作用（yòng）可通過斯涅爾的折射定律說（shuō）明：

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

其中n1是入射媒介的（de）指數，θ1是入射光線的角度，n2是折射/反射媒介的指數，以及θ2是折射/反射光線的（de）角度。斯涅爾（ěr）定律說（shuō）明當光線經（jīng）過多個媒介（jiè）時，入射角和（hé）投射角之（zhī）間的關係（圖3）。

圖3： 斯涅爾定律（lǜ）和內部全反射理（lǐ）論

棱（léng）鏡的顯著能力是不需要特殊鍍膜即可反射光線路（lù）徑，例如在使用反射鏡時則（zé）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（xiàng）來實現。TIR在入射（shè）角（從正常測量的入射光線角度）大（dà）於臨界角θc時發生：

(2)sin(θc)=n1n2sin(θc)=n1n2

其中n1是光線產生時媒介的折射率，n2是光線出射時媒介的折射率。重要（yào）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（jiè）角，折射角等於（yú）90°。參考圖（tú）3，將發現TIR隻在當θ超出臨界角時發生。根據斯涅爾定律，如果該角度在臨界角之下，則透射（shè）將連同反射一起發生。如果棱鏡麵不符合所需角（jiǎo）度的TIR規格，則必須使用反射鍍膜。這就是為什麽有些應用需要鍍膜版本的棱鏡，在其他應用中可以無需鍍膜即可良好工作的原因。

棱鏡（jìng）類型

共有四種主要類型的棱鏡，色散棱鏡，偏轉或反射棱鏡、旋轉棱鏡和（hé）偏移棱鏡。偏轉、偏移和旋轉棱鏡常（cháng）用於成像應用；擴散棱鏡專用（yòng）於色散光源，因此（cǐ）不適合用於要求優質（zhì）圖像的任何應用。

色散棱鏡

根據棱鏡基（jī）片的波長和反射率，棱鏡色（sè）散取決於棱鏡的幾何及其折射率色散曲線。最小偏（piān）向角決定入射（shè）光線和投射光線之間的最小夾角（圖8）。綠色光的波（bō）長偏離（lí）超過紅色，藍色比紅色和綠色多；紅色通常定義為656.3nm，綠色為587.6nm和藍色為486.1nm。

圖4：通過棱鏡實現色散

偏轉、旋（xuán）轉和偏（piān）移棱鏡

偏轉光線路徑的棱鏡，或將圖像從其原始軸偏移，在很多成像係統（tǒng）中很有幫助（zhù）。光線通常在45°、60°、90°和180°角度偏轉。這有助於（yú）聚集係統大小或調整光線路徑而不影響其餘的係統設置。旋轉棱鏡，例如道威棱鏡，用於旋轉倒（dǎo）位後的圖像。偏移（yí）棱鏡保持光線路徑的方向，還會將（jiāng）其關係調整為正常。