棱鏡（jìng）-鞍山市高潮视频在线快速多人光電（diàn）有限公司-直角/等（děng）腰/五角/屋脊棱鏡（jìng）

棱鏡是由光學材料組成（chéng）的棱柱（zhù）體，所有棱鏡的折射麵和反射麵統稱工作（zuò）麵，兩工（gōng）作麵的交線（xiàn）稱為棱（léng），垂直棱的截麵稱為主截麵。棱鏡在（zài）光學中起著許多各不相同的作用，棱鏡的組合可（kě）以用作分束器、起偏器等，但大多數（shù）應用中，隻是用了棱（léng）鏡的（de）色散功能，或使像的方向、光束傳播方向發生改變（biàn）的功能（néng）。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著色散（sàn）作（zuò）用。

在（zài）許多（duō）光學儀器中，往往利用棱鏡使（shǐ）光（guāng）路折疊（dié），以使係統縮小體積，並且（qiě）這些棱鏡都沒有（yǒu）色（sè）散，如反演棱鏡，倒向棱鏡等。

鏡是實心的玻璃光學，經過磨（mó）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）到其（qí）組件顏色。利用此應用的設備是（shì）折射儀和光譜元件。由（yóu）於這一初步發現，棱鏡已在係統中用於“折射”光纖，將係統“折疊”成一個較小的空間，改變圖像（xiàng）的方向（也稱（chēng）為旋性或同位），以及合並或分割光束的部分反射麵。這些用途在利用望遠鏡、放大鏡、測量儀器（qì）和許多其他應用中非常普遍。

生產先進的（de）LCD、DLP、LCOS顯示技術中光學（xué）引（yǐn）擎用光學棱鏡和DVD係列棱鏡（jìng）以及二向色板。棱鏡加工能力（lì）：角度精（jīng）度：5"；麵（miàn）精度：within1/10λ；　棱差：1"；　尺寸精（jīng）度：±0.02mm

棱鏡是實心的玻璃光學，經過磨砂和拋光成幾何與光學明顯的形狀。角度、位（wèi）置和光學平（píng）晶數量有助於定義（yì）類型和功能。將一束白光（guāng）源分散到其組件顏（yán）色（圖1）。利用此應用（yòng）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”光（guāng）纖，將係（xì）統“折疊”成一個較小的空間（jiān），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麵。這些用途在利用望遠鏡、放大鏡、測量儀器和許多其（qí）他應用中非常普遍。

圖1：通過棱鏡實現色散

棱鏡的（de）一個顯著特點是能夠模（mó）仿（fǎng）作為一個平麵鏡係統，來（lái）模擬棱鏡媒（méi）介中的光反射。更換反射鏡組件可能是最有用的棱鏡應用，因為它們都折射或折疊（dié）光線和改變圖像同位。要實現類（lèi）似單個棱鏡的（de）效果（guǒ），通常需要使用多個反射鏡。因此，用一個棱鏡來代替（tì）幾個反射鏡可減少潛在的校準錯誤，提高準確性和減少係統的規模和複雜性。

棱鏡製造

在鑽研棱鏡的理論之前，先思考其製造過程。為了能夠（gòu）在大多數應用中成（chéng）功使用，製造棱鏡時必須符合非常嚴格的公差和精度。由（yóu）於形狀、大小和最重要反射（shè）麵數量的變異，大規模的自動（dòng）化過程對於棱鏡製造是完全不可行（háng）的（de）。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（bú）必要的。

首先，取得一塊符（fú）合特定等級和玻璃類型（xíng）的玻璃（lí）（稱為“玻璃毛坯”）。然後磨砂這塊玻（bō）璃，或通過一個金屬金剛石砂輪生成接近完成的產（chǎn）品（pǐn）。大多數的玻璃都（dōu）會從這個（gè）階段去除（chú），形成平坦但仍然粗糙的表（biǎo）麵（圖2a）。此時，即將成為（wéi）棱鏡的尺寸已非常接近所需的規（guī）格。接著，是去除表麵的表麵下裂痕的細磨（mó）過程；這一階（jiē）段稱為精磨。第一個階段遺留的刮痕將會在第二個階段中（zhōng）去除（圖2b）。精磨（mó）處理之後，玻璃表麵應出現混（hún）濁和不透明。在（zài）首（shǒu）兩個階段中，棱鏡表麵必須潮（cháo）濕，以便加快玻璃移除（chú）和（hé）防止（zhǐ）玻璃本身過熱。

第三（sān）階段包括根據規格要求將棱（léng）鏡拋光（guāng）到指定的精度。在這個階段中，玻璃將摩擦用“研磨漿（jiāng）”濕潤的聚氨（ān）酯拋光器，此“研磨漿”是通常包含混合水與（yǔ）浮（fú）石（shí）或氧化鈰的光學拋光化合物（圖2c）。拋光（guāng）階段的確切（qiē）時（shí）間（jiān），非常依賴於要求的鏡麵規格。一旦完成拋（pāo）光，即（jí）可開始倒（dǎo）角。在這第四個階段中，棱鏡的（de）邊緣將經過一個旋轉的鑽石板，將上述步（bù）驟中形（xíng）成的尖銳邊緣（yuán）稍微磨鈍（圖2d）。倒角之後，成品（pǐn）棱鏡將進行清理、檢查（通過手動和（hé）自動兩種方式），以及（jí）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透射率和/或反射率。雖然過程因為棱鏡上的反射麵數（shù）量（liàng）而需要更積極參與並可能需要更多的循環或操作，但生成、平滑、拋光和（hé）倒角階（jiē）段在（zài）圖2a - 2d中都有大致的（de）概述。

圖2a： 棱鏡製造過程：粗磨階段

圖2b： 棱鏡製造過程：精磨階段

圖2c： 棱鏡製造過程：拋光階段

圖2d： 棱鏡製造過程：倒（dǎo）角階段

在製造棱鏡的整個過程中（zhōng），需要不斷（duàn）調整和（hé）固定進行（háng）中的（de）每個鏡麵（miàn）。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金屬工具中。另一方（fāng）麵，接觸是一個在室（shì）溫下進行的光學粘合過程，通過其範（fàn）德瓦爾斯交互作用將兩個清潔的玻璃表麵緊固在一起。接觸方法在要（yào）求高精度公差時使用，因為它不需要在生成、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之間的（de）蠟厚度。

在棱鏡製造（zào）過程的（de）每一個階段中，從產生到阻止（zhǐ）和接觸（chù），都需要一位熟練的驗光師手動檢查和調（diào）整正（zhèng）在處理（lǐ）的棱鏡表麵。因此，它需要注入非常大的勞力，而且要（yào）求經驗和技巧來完成。整個過程（chéng）通常需要相當大量的時間、工作和（hé）專注。

理論：光線與折射

了（le）解棱（léng）鏡如何工作是決定哪種（zhǒng）類型的棱鏡最（zuì）適合（hé）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（hù）作用。這種相互作用可通過斯涅爾的折射定律（lǜ）說明（míng）：

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

其中（zhōng）n1是入射媒介的指數，θ1是（shì）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）定律說明當光線經過多個媒（méi）介時，入射角和投射角之間的關係（圖3）。

圖3： 斯涅爾定律和（hé）內部全反射理論

棱鏡的顯著能力是（shì）不需（xū）要特殊鍍膜即（jí）可反射光線路徑，例如在使用反射鏡時則需要使用這些（xiē）鍍膜。此（cǐ）功能通過一種稱為全部內（nèi）反射(TIR)的現象來實現（xiàn）。TIR在入射角（jiǎo）（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（guāng）線產生時媒介的折射率，n2是光線出射時媒介的折（shé）射率。重要的是，需要知道TIR隻有（yǒu）當光從（cóng）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3，將（jiāng）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（guǒ）棱鏡麵不符合所需角度的TIR規格（gé），則必須使用反射鍍（dù）膜。這就是為什麽有些應用需要鍍膜版本的棱（léng）鏡，在其（qí）他（tā）應用中可以無需鍍膜即可良好工作的原（yuán）因。

棱鏡類型

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

色散棱鏡

根據棱鏡基片的（de）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線和投（tóu）射（shè）光線之間的最小夾角（圖8）。綠色光的波長偏離超過紅（hóng）色，藍色比紅色和綠色多；紅色通常（cháng）定（dìng）義為656.3nm，綠色為（wéi）587.6nm和藍色為486.1nm。

圖4：通過棱鏡實現色散

偏轉、旋轉和（hé）偏移棱鏡

偏轉光線路徑（jìng）的棱鏡，或將圖像從其原始（shǐ）軸偏移，在很（hěn）多成像係統中很有幫助。光線（xiàn）通常在45°、60°、90°和180°角度偏轉。這有助於聚集係統大小或調整光線路徑而不影響（xiǎng）其餘的係統設（shè）置。旋轉棱鏡，例如道威棱鏡，用於旋轉（zhuǎn）倒位後（hòu）的圖像。偏移棱鏡保持光線路徑的方向，還會將其關係（xì）調整為正常。