3.4 反射棱镜

1§3.4反射棱镜一定义反射棱镜：有一个或多个平面反射表面磨制在同一块玻璃上形成的光学元件用途：改变光轴方向，使像倒转工作面：反射或折射表面（入射面、出射面）棱：工作面之间的交线主截面：与各个棱垂直的截面光轴：光学系统的光轴在棱镜中的部分反射镜2•特点：用于改变光的传播方向能量消耗减少，保证相对位置的稳定可靠采用全反射或镀膜反射棱镜中，反射面的成像性质和平面镜相同，成理想像由于在入射、出射面有两次折射，对成像质量有一定影响3二分类一次反射棱镜二次反射棱镜三次反射棱镜棱镜组合系统4直角棱镜，相当于一个平面镜。一次反射成镜像，光轴转90度一次反射棱镜O’Z’沿光轴方向垂直于主截面的坐标不改变方向在主截面内的坐标改变方向5对物成镜像，光轴方向不变。道威棱镜：光轴与反射面平行的直角棱镜入射面、出射面与光轴不垂直出射光轴与入射光轴方向不变6三次反射棱镜----施密特棱镜光轴转90度五角棱镜光轴转180度二次反射直角棱镜光轴平移斜方棱镜光轴转45度半五角棱镜成镜像，光轴转45度。光路折叠，结构紧凑，缩小了仪器体积二次反射棱镜----相当于双平面镜系统(p68)7屋脊棱镜•当反射次数为奇数时成镜像，为获得一致像，又不再增加反射面，就用两个相互垂直的反射面代替其中一个反射面，称为屋脊面，其交线平行于原反射面，且在主截面上•屋脊面作用：在不改变光轴方向和主截面内成像条件下，增加一次反射。8复合棱镜•分光棱镜•转像棱镜9把棱镜的主截面沿反射面折倒，取消棱镜的反射，以平行玻璃板的折射代替棱镜折射的方法称为“棱镜的展开”。123313221由于折倒关系，三反射棱镜的展开平面镜成完善像，在光路计算中可以不予考虑10•棱镜展开的方法(p71)：•棱镜的展开长度：棱镜展开后平行平板的厚度d，即棱镜光轴的长度。11棱镜的结构常数D12dd13对棱镜结构的要求1、棱镜展开后应该是一块平行玻璃板2、如果棱镜位于会聚光束中，光轴必须和棱镜的入射及出射表面相垂直。14四棱镜外形尺寸计算确定入射面通光孔径D，则d定，也即等效玻璃板厚度•平面镜棱镜系统和共轴球面系统的组合如果系统中有棱镜，则相当于除了平面镜外，在系统中另外加入了一块平行玻璃板必须考虑平行玻璃板产生的像面位移各透镜组之间的间隔应等于共轴球面系统的原有间隔加上棱镜所引起的像平面位移15•例（T5）：用fˊ=400mm的翻拍物镜拍摄文件，文件上压一块n=1.5，厚度d=15mm的的玻璃平板，若拍摄倍率β=-1，求物镜后主面到玻璃第一面距离。890mm•例：P74•作业：T1,4,6,716等效空气层nddndldd)11('在光路计算时，可将平行玻璃板简化为一个等效空气平板只需计算出无平行玻璃板的像方位置，然后再沿光轴移动一个轴向位移Δl′17单反究竟是什么呢？单镜头反光照相机，SLR（SingleLensReflex）摄影者可以从取景器中直接观察到通过镜头的影像可以准确地看见胶片即将“看见”的相同影像18§3.5平面镜棱镜的成像方向判断•基本依据：反射定律•对具有单一主截面的系统设物的坐标为oxyz,为右手坐标系，ox光轴方向，oy在主截面内的方向，oz垂直于主截面的方向①o’x’光轴方向——按反射定律，与光轴出射方向一致②o’z’（垂直于主截面）——视屋脊面个数而定，①没有或偶数个，则同向，②奇数个，异向③o’y’（主截面内）——视反射次数而定，①奇数次反射物像坐标系相异，②偶数次反射物像坐标系相同。注：先确定x′轴，再确定z′轴，最后定y′轴19•对具有两相互垂直的主截面系统先求出一个主截面内的，然后再求出另一主截面内的，但要注意，此时坐标所代表的方向（垂直、平行主截面），已发生变化，要按变化了的求之xzyX’Z’Y’X’’Z’’y’’20平面镜或棱镜转动的影响当棱镜绕光轴转α时，像转2α21周视瞄准镜用等腰直角棱镜和道威棱镜组成，想一想是怎样实现周视的？同向旋转例：p79：T4,8,922波罗组合棱镜，使实像倒转为正像目镜物镜望远镜