棱鏡-鞍山市高潮视频在线快速多人光電有限公司-直角/等腰/五角/屋脊棱鏡

棱鏡（jìng）是由光（guāng）學材料（liào）組成的棱柱體，所有棱鏡（jìng）的折射麵和反（fǎn）射（shè）麵統稱工作麵，兩工作麵的交線稱為（wéi）棱，垂直棱的（de）截麵稱為主截麵。棱（léng）鏡在光學中起著許多（duō）各不相同的（de）作用，棱鏡的組合可以（yǐ）用作分（fèn）束器、起偏器等，但大多數應用中，隻是用了棱鏡的色（sè）散（sàn）功能，或使（shǐ）像的方向、光（guāng）束傳播方向發生改變（biàn）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著色散（sàn）作用。

在許（xǔ）多光學儀器中，往往利用棱鏡使光路折疊（dié），以使係統縮小體積，並且這些棱鏡都沒（méi）有色散，如反演棱鏡，倒（dǎo）向（xiàng）棱鏡等（děng）。

鏡是實心的玻璃光學，經過磨砂和拋光成幾何與光（guāng）學（xué）明顯的形狀。角度、位置和光學平晶數量有（yǒu）助於定義類型（xíng）和功（gōng）能。將一束白光源分（fèn）散到其組件顏色。利用此應用（yòng）的設備是折射儀（yí）和光譜元件。由於這一初步發現，棱鏡已在係統中用（yòng）於“折（shé）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（yí）器和許（xǔ）多其他應用中非常普遍。

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

棱鏡是實心的（de）玻（bō）璃光學，經過磨砂（shā）和拋（pāo）光（guāng）成幾何與光學明顯（xiǎn）的形狀。角度、位置和光學平（píng）晶數量有助於定義（yì）類型和功能。將一束白光源分散到其組（zǔ）件（jiàn）顏色（圖1）。利用此應用的設（shè）備是折射儀和光譜（pǔ）元件。由於這一初（chū）步發現，棱鏡已（yǐ）在係（xì）統中用於“折射（shè）”光纖，將係（xì）統“折疊”成一（yī）個較小的空間，改（gǎi）變（biàn）圖像的方向（也稱為旋性或同（tóng）位），以（yǐ）及合並或分割光束的部分（fèn）反射麵（miàn）。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（cháng）普遍。

圖1：通過棱鏡實現色散

棱鏡（jìng）的一（yī）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（fǎn）射。更換反射鏡（jìng）組件（jiàn）可能是最有用的棱鏡應用，因為它們都折射（shè）或折疊（dié）光線和改變圖像（xiàng）同位。要實現類似單（dān）個棱鏡的效果，通常需要（yào）使用多個反射鏡。因（yīn）此，用一個棱鏡（jìng）來代替幾個反射鏡（jìng）可減（jiǎn）少潛在的校準錯誤，提高準確性和減少係統的（de）規模和複雜性。

棱鏡製造（zào）

在鑽研棱鏡的理（lǐ）論（lùn）之前，先（xiān）思考其製造過程。為了能夠（gòu）在大多數應用中成（chéng）功（gōng）使用，製造棱鏡時必須符合非常嚴格的公差和精度。由於形狀、大小和最重要反射麵數量的變異，大規模的自動化過（guò）程對（duì）於棱鏡製造是完全不（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（tè）定等級和玻璃類型的玻璃（稱為“玻璃（lí）毛坯”）。然後磨砂這塊玻璃，或通過（guò）一個金屬金剛石砂輪生成接近完成的產品。大多數的玻璃都會從這個階（jiē）段（duàn）去除，形成平坦但仍然粗糙的表麵（圖2a）。此時，即將成為棱（léng）鏡的尺寸已非常接近所需的規格。接著，是去除表麵的表麵下裂痕的細磨過（guò）程；這一階段（duàn）稱為精磨。第（dì）一個（gè）階（jiē）段遺留的刮痕將會在（zài）第（dì）二個階段（duàn）中去除（圖2b）。精磨處理（lǐ）之後（hòu），玻（bō）璃表麵應出現混濁和不透（tòu）明。在首兩個階段中（zhōng），棱（léng）鏡表麵必須潮濕，以便加快玻璃（lí）移除和防止玻璃本身過熱。

第三階段（duàn）包括（kuò）根據規（guī）格要求將棱鏡拋光到指定的精度。在這個階段中，玻璃將摩（mó）擦用“研磨漿”濕潤的聚氨酯拋光器，此“研磨漿”是通常包含混合水與浮石或（huò）氧化鈰的光學拋（pāo）光化（huà）合物（圖2c）。拋光階段的確切時間，非常依賴於要求的鏡麵規格。一旦完（wán）成拋光，即可開始倒（dǎo）角。在這第四個階段中，棱鏡的邊緣將經過（guò）一個旋轉的鑽石板，將上述步（bù）驟中形成的尖銳邊緣稍微磨鈍（圖2d）。倒角之後，成品棱鏡（jìng）將進（jìn）行（háng）清（qīng）理、檢查（通過手動（dòng）和自動兩種方式），以及在必要時進行（háng）減反(AR)和/或金屬反射鍍膜，以進一（yī）步（bù）幫助（zhù）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量而需（xū）要更積極參與並可能需要（yào）更多的（de）循環（huán）或操作，但生成、平滑、拋光和倒角階段在圖2a - 2d中都有（yǒu）大致（zhì）的概述。

圖2a： 棱鏡製造過程：粗（cū）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（jìng）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（zhěng）和固定進行中的每個鏡麵（miàn）。將棱鏡固定到位（wèi）涉及兩個方法之（zhī）一：阻止和接觸。阻止（zhǐ）需要將棱（léng）鏡排列在（zài）注入熱蠟的金屬工（gōng）具中。另一方麵，接觸是一個在室溫下（xià）進行的光學粘合過程，通（tōng）過其範德瓦爾斯（sī）交互作用將兩個清潔的玻璃表麵緊固（gù）在（zài）一起。接觸方法在要求高精度（dù）公（gōng）差時使用，因（yīn）為它不（bú）需要在生成、平滑或拋光（guāng）階（jiē）段中進行其他調節來考（kǎo）慮棱鏡表麵和接觸（chù）塊之間的蠟厚（hòu）度。

在棱鏡製造過程（chéng）的每一個階段中，從產（chǎn）生到阻止和（hé）接（jiē）觸，都需要一位熟練的驗光師手動檢查和調整正（zhèng）在處理的棱鏡表麵。因此，它需要注入非常大的勞力，而且要求經驗和技巧來完成。整（zhěng）個（gè）過程通常需要相當大量的時間、工作和專注。

理論：光線與折（shé）射

了解棱鏡如何工作是決定哪種類型的棱鏡最（zuì）適合某個特定應用的關鍵。為此，重要的（de）是首先了（le）解光與光學表麵的相互作（zuò）用。這種相互作（zuò）用可（kě）通過斯涅爾的折射定律說明：

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

其中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（xiàn）的角度。斯涅爾定（dìng）律（lǜ）說明當光線經過多（duō）個媒介時，入射角和投射角之（zhī）間的關係（圖3）。

圖3： 斯涅爾定律和內部全（quán）反（fǎn）射理論

棱鏡的顯著能力是不需（xū）要特殊鍍（dù）膜即可反射光線路徑，例如在使用反射鏡時則需要使用這些鍍膜（mó）。此功能通過一種稱為全（quán）部內反射(TIR)的現象（xiàng）來實現。TIR在入射角（從正常測量的入射（shè）光線角度）大於臨界角θc時（shí）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（xiàn）出（chū）射時媒介的（de）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3，將發現TIR隻在當θ超出臨界角時發（fā）生。根（gēn）據斯涅（niè）爾定律（lǜ），如果該角度在臨界角之下，則透射將連同反射一起發生。如果棱鏡麵不符合所需角度的TIR規格（gé），則必須使用反射鍍膜（mó）。這就是為什麽有些應用需要鍍（dù）膜版本的棱鏡，在其他應用中可以無需（xū）鍍膜即可良（liáng）好工作的原因。

棱鏡類（lèi）型

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

色散棱鏡

根據棱鏡基（jī）片的波長和反射率，棱鏡（jìng）色散取決於棱鏡的（de）幾何及其折射率色散曲線。最小偏向角決定入射光線和投射光線（xiàn）之間（jiān）的最小夾角（圖8）。綠色光的波長偏離超過紅色，藍色比紅色和綠（lǜ）色（sè）多；紅色通常定義為656.3nm，綠色為（wéi）587.6nm和藍色（sè）為486.1nm。

圖4：通過棱鏡實現色散

偏轉、旋轉和偏移棱鏡

偏轉（zhuǎn）光線路徑的棱鏡，或將（jiāng）圖像從其原始（shǐ）軸偏移（yí），在很多成像（xiàng）係統中（zhōng）很有幫助。光線通常在45°、60°、90°和180°角度偏轉。這（zhè）有助於聚集係統大（dà）小或調整光線路（lù）徑而不影響其餘的（de）係（xì）統設置。旋轉棱鏡，例如道威棱鏡，用於旋（xuán）轉倒位後的圖像。偏移棱鏡保持光線路徑的方（fāng）向，還會將其關係調整（zhěng）為正常。