Quels sont les types de prisme optique ?

Prisme, objet transparent entouré de plans qui se croisent mais ne sont pas parallèles, utilisé pour diviser ou disperser des faisceaux lumineux. Les prismes sont largement utilisés dans les instruments optiques. Les prismes peuvent être classés en plusieurs types en fonction de leurs propriétés et de leurs applications. Par exemple, dans les instruments spectroscopiques, un “prisme dispersif” qui décompose la lumière composite en spectres est couramment utilisé, comme un prisme équilatéral ; le prisme à réflexion totale, qui change la direction de la lumière dans des instruments tels que les périscopes et les jumelles pour ajuster leur position d'imagerie, est généralement utilisé.

La figure suivante montre un exemple de prisme dispersif divisant la lumière blanche en plusieurs lumières monochromatiques telles que le rouge, le vert et le bleu.

Les prismes réfléchissants sont plus largement utilisés et peuvent être vus dans les caméras, les télescopes, les microscopes et divers instruments médicaux. En fonction de leurs différentes formes structurelles, les prismes réfléchissants sont subdivisés en plusieurs types de prismes,

Comprenons bien les types de produits prismatiques

Prismes optiques courants

1. Prisme à angle droit

La section transversale d'un prisme à angle droit est un triangle à angle droit, et la surface optique est constituée de deux faces à angle droit et d'un plan incliné. En général, un faisceau de lumière est incident sur une face à angle droit, réfléchi par le plan incliné, puis plié à 90 degrés avant de ressortir par l'autre face à angle droit, comme le montre la figure suivante.

2. Prisme à angle droit

Sur la base d'un prisme à angle droit, la surface inclinée du prisme est divisée en deux faces et relevée vers le haut pour former une arête. Les deux faces sont perpendiculaires l'une à l'autre, formant ainsi un prisme à angle droit en forme d'arête. Le diagramme du chemin optique d'un prisme à angle droit sur le toit est illustré ci-dessous. Le faisceau entrant dans le prisme subira une courbure au niveau du toit, échangeant les parties gauche et droite de l'image avant de ressortir.

3. Prisme amish

Il s'agit essentiellement d'un prisme tronqué à angle droit, mais avec une section en forme de crête ajoutée à la pente. La fonction la plus courante de ce prisme est de couper l'image le long de la ligne médiane et d'intervertir les parties gauche et droite. Le prisme d'Amici doit son nom à l'astronome italien Giovanni Amici, qui l'a inventé. Il s'agit d'un prisme optique à fonction de dispersion, couramment utilisé dans les spectromètres.

Le prisme Amish se compose de deux prismes triangulaires. Le premier prisme est généralement fait de verre crown à capacité de dispersion modérée, tandis que le second prisme est fait de verre flint à haute dispersion. Lorsque la lumière pénètre dans le premier prisme, elle est d'abord réfractée, puis elle pénètre dans l'interface entre les deux prismes et sort finalement dans une direction presque perpendiculaire à la surface du second prisme.

4. Prisme diagonal (prisme réfringent)

La section transversale d'un prisme en diamant a la forme d'un parallélogramme, avec un angle aigu de 45 degrés, de sorte qu'il peut être considéré comme deux prismes à angle droit collés l'un à l'autre. Il a pour effet de décaler le faisceau incident d'une certaine distance avant de l'émettre. L'une des pentes du prisme en diamant peut également prendre la forme d'une arête,

5. Prisme de diamant généralisé

Un prisme rhombique généralisé a également la forme d'un parallélogramme, mais son angle aigu est arbitraire. Lorsque la lumière pénètre dans le prisme, elle subit une réflexion avant de ressortir,

Lorsque le prisme tourne autour de la lumière incidente, la direction de l'image émise ne tourne pas avec la rotation du prisme, ce qui le rend adapté aux situations où l'écart pupillaire est adapté dans les instruments ophtalmologiques.

6. Prisme à double réflexion

Variante du prisme de diamant généralisé, le prisme à double réflexion présente deux angles aigus de tailles différentes, et la direction d'émission est déterminée par la taille des deux angles aigus, comme le montre la figure suivante :

7. Le prisme de Paul

Le prisme de Paul est généralement un prisme triangulaire isocèle à angle droit, mais le faisceau de lumière entre par un plan oblique, se réfléchit à travers deux surfaces à angle droit, puis sort par le plan oblique pour changer la direction de l'image. Le prisme de Paul peut également prendre la forme d'une structure en arête sur une surface à angle droit, formant ainsi un prisme de Paul en arête. Le schéma d'un prisme de Paul conventionnel et d'un prisme de Paul à crête est illustré ci-dessous :

8. Prisme de Dawei

Le prisme Dawei est un type de rotateur. Après avoir traversé ce prisme, l'image est inversée de 180 degrés. En outre, lorsque le prisme est tourné autour de son axe optique, l'angle de rotation de l'image est le double de l'angle de rotation du prisme. D'une manière générale, le prisme Dawei utilise le principe de l'angle critique pour obtenir une réflexion totale interne, de sorte que son champ de vision est limité. Par ailleurs, il est important de maintenir la surface réfléchissante propre et d'utiliser une lumière parallèle.

9. Prisme pentagonal

Un prisme pentagonal est un prisme couramment utilisé, dont l'un des angles est un angle droit. Le faisceau lumineux entre par la surface à angle droit, subit deux réflexions internes et sort par l'autre surface à angle droit. La lumière sortante forme un angle de 90 degrés avec la lumière incidente. Le diagramme du chemin optique et l'image physique sont présentés ci-dessous :

Conclusion

Dans cet article, nous avons résumé les types de prismes optiques. Selon leurs différentes fonctions, les prismes optiques peuvent être divisés en deux catégories : les prismes dispersifs et les prismes réfléchissants. L'article présente neuf unités de prismes optiques courantes, notamment les prismes à angle droit, les prismes en diamant, les prismes de Paul et les prismes pentagonaux. Il convient de noter que lors de l'utilisation de ces unités de prisme, le faisceau lumineux est incident perpendiculairement à la surface, de sorte que la dispersion et l'aberration causées par le prisme lui-même peuvent être ignorées. La lecture de cet article a permis à chacun de bien comprendre les formes structurelles de ces prismes,