Welche Arten von optischen Prismen gibt es?

Prisma, ein durchsichtiges Objekt, das von sich schneidenden, aber nicht parallelen Ebenen umschlossen ist und zur Teilung oder Streuung von Lichtstrahlen dient. Prismen werden häufig in optischen Instrumenten verwendet. Prismen können je nach ihren Eigenschaften und Anwendungen in verschiedene Typen eingeteilt werden. In spektroskopischen Instrumenten wird beispielsweise häufig ein “dispersives Prisma” verwendet, das zusammengesetztes Licht in Spektren zerlegt, wie z. B. ein gleichseitiges Prisma; das Totalreflexionsprisma, das die Richtung des Lichts in Instrumenten wie Periskopen und Ferngläsern ändert, um ihre Abbildungsposition anzupassen, wird allgemein verwendet.

Die folgende Abbildung zeigt ein Beispiel für ein dispersives Prisma, das weißes Licht in verschiedene monochromatische Lichter wie Rot, Grün und Blau aufteilt

Reflexionsprismen sind weit verbreitet und finden sich in Kameras, Teleskopen, Mikroskopen und verschiedenen medizinischen Instrumenten. Entsprechend ihrer unterschiedlichen Struktur werden reflektierende Prismen in verschiedene Prismenarten unterteilt,

Verschaffen wir uns einen umfassenden Überblick über die Arten von Prismenprodukten

Gängige optische Prismen

1. Rechtwinkliges Prisma

Der Querschnitt eines rechtwinkligen Prismas ist ein rechtwinkliges Dreieck, und die optische Oberfläche besteht aus zwei rechtwinkligen Flächen und einer schiefen Ebene. Normalerweise wird ein Lichtstrahl von einer rechtwinkligen Fläche einfallen, von der schiefen Ebene reflektiert und dann um 90 Grad gebogen, bevor er aus der anderen rechtwinkligen Fläche austritt, wie in der folgenden Abbildung dargestellt

2. Rechtwinkliges Stegprisma

Ausgehend von einem rechtwinkligen Prisma wird die geneigte Fläche des Prismas in zwei Flächen geteilt und nach oben gehoben, um die Form eines Grats zu bilden. Die beiden Flächen stehen senkrecht zueinander und bilden ein rechtwinkliges Prisma mit First. Das Diagramm des optischen Weges eines rechtwinkligen Prismas auf dem Dach ist unten dargestellt. Das in das Prisma eintretende Lichtbündel wird am Dach gekrümmt, wobei der linke und der rechte Teil des Bildes vor dem Austritt vertauscht werden.

3. Amish Prisma

Im Wesentlichen handelt es sich um ein abgestumpftes rechtwinkliges Prisma, dem jedoch ein rippenförmiger Abschnitt an der Neigung hinzugefügt wurde. Die häufigste Funktion dieses Prismas besteht darin, das Bild entlang der Mittellinie zu schneiden und den linken und rechten Teil zu vertauschen. Das Amici-Prisma ist nach dem italienischen Astronomen Giovanni Amici benannt, der es erfunden hat. Es ist ein optisches Prisma mit Dispersionsfunktion und wird häufig in Spektrometern verwendet.

Das Amish-Prisma besteht aus zwei dreieckigen Prismen. Das erste Prisma besteht in der Regel aus Kronglas mit mäßiger Streuung, während das zweite Prisma aus Flintglas mit hoher Streuung hergestellt wird. Wenn Licht in das erste Prisma eintritt, wird es zunächst gebrochen, tritt dann in die Grenzfläche zwischen den beiden Prismen ein und tritt schließlich in einer Richtung aus, die fast senkrecht zur Oberfläche des zweiten Prismas verläuft.

4. Diagonales Prisma (brechendes Prisma)

Der Querschnitt eines Diamantprismas hat die Form eines Parallelogramms mit einem spitzen Winkel von 45 Grad, so dass man es als zwei rechtwinklige Prismen betrachten kann, die miteinander verbunden sind. Es bewirkt, dass der einfallende Strahl um eine bestimmte Strecke verschoben wird, bevor er ausgesendet wird. Eine Neigung des Diamantprismas kann auch in Form eines Grats ausgeführt werden,

5. Verallgemeinertes Diamantprisma

Ein verallgemeinertes rhombisches Prisma hat ebenfalls die Form eines Parallelogramms, aber sein spitzer Winkel ist willkürlich. Wenn Licht in das Prisma eintritt, wird es reflektiert, bevor es wieder austritt,

Wenn sich das Prisma um das einfallende Licht dreht, dreht sich die Richtung des emittierten Bildes nicht mit der Drehung des Prismas, so dass es sich für Situationen eignet, in denen der Pupillenabstand in ophthalmologischen Instrumenten angepasst wird.

6. Doppelreflexionsprisma

Als Variante des verallgemeinerten Diamantprismas hat das Doppelreflexionsprisma zwei unterschiedlich große spitze Winkel, und die Emissionsrichtung wird durch die Größe der beiden spitzen Winkel bestimmt, wie in der folgenden Abbildung dargestellt:

7. Das Prisma des Paulus

Das Paul-Prisma ist normalerweise auch ein gleichschenkliges, rechtwinkliges Dreiecksprisma, aber der Lichtstrahl tritt aus einer schrägen Ebene ein, wird durch zwei rechtwinklige Flächen reflektiert und tritt dann aus der schrägen Ebene aus, um die Richtung des Bildes zu ändern. Das Paul-Prisma kann auch in Form einer Rippenstruktur auf einer rechtwinkligen Fläche ausgeführt werden, wodurch ein Rippen-Paul-Prisma entsteht. Die schematische Darstellung eines herkömmlichen Paul-Prisma und eines Rippen-Paul-Prisma ist unten abgebildet:

8. Dawei Prisma

Das Dawei-Prisma ist eine Art Rotator. Nachdem es dieses Prisma durchlaufen hat, wird das Bild um 180 Grad gedreht. Wenn das Prisma um seine optische Achse gedreht wird, beträgt der Drehwinkel des Bildes außerdem das Doppelte des Drehwinkels des Prismas. Im Allgemeinen nutzt das Dawei-Prisma das Prinzip des kritischen Winkels, um eine interne Totalreflexion zu erreichen, weshalb sein Sichtfeld begrenzt ist. In der Zwischenzeit ist es wichtig, die Reflexionsfläche sauber zu halten und paralleles Licht zu verwenden.

9. Fünfeckiges Prisma

Ein fünfeckiges Prisma ist ein häufig verwendetes Prisma, bei dem ein Winkel ein rechter Winkel ist. Der Lichtstrahl tritt an der rechtwinkligen Fläche ein, wird zweimal reflektiert und tritt an der anderen rechtwinkligen Fläche wieder aus. Das austretende Licht steht in einem Winkel von 90 Grad zum einfallenden Licht. Das Diagramm des optischen Weges und das physikalische Bild sind unten dargestellt:

Schlussfolgerung

In diesem Artikel haben wir die Arten von optischen Prismen zusammengefasst. Entsprechend ihrer unterschiedlichen Funktionen können optische Prismen in zwei Kategorien unterteilt werden: dispersive Prismen und reflektive Prismen. Der Artikel stellt neun gängige optische Prismeneinheiten vor, darunter rechtwinklige Prismen, Diamantprismen, Paul-Prismen und fünfeckige Prismen. Es ist erwähnenswert, dass bei der Verwendung dieser Prismeneinheiten der Lichtstrahl senkrecht zur Oberfläche einfällt, so dass die durch das Prisma selbst verursachte Dispersion und Aberration vernachlässigt werden kann. Nach der Lektüre dieses Artikels hat jeder ein klares Verständnis für die strukturellen Formen dieser Prismen,