当前课程知识点:光学工程基础 > 上篇:应用光学——平面反射镜与棱镜 > 2.4.5 角锥棱镜和折射棱镜 > 2.4.5 角锥棱镜和折射棱镜
大家好,今天介绍角锥棱镜
我们前面讲
两个平面反射镜的时候讲过
位于与两平面反射镜交棱
相垂直平面内的光线
不论它的入射方向如何
经两个平面反射镜
各反射一次后
它的出射光线
相对于入射光线的偏转角
总是等于
两平面反射镜夹角的两倍
也就是说
如果入射光线保持不变
两个平面反射镜
绕着与纸面垂直的轴
旋转的时候
它的出射光线的方向是不变的
但是这里面有一个限制条件
也就是说光线
是在与交棱相垂直的平面内
如果说光线是一条
任意的空间光线入射的时候
这个性质是难以保持住的
因此就需要一个新的元件
也就是角锥棱镜
有的时候也称之为角隅棱镜
它是由立方体
切下一个角而形成的
也就是说由一个立方体
切一个角就得到了角锥棱镜
角锥棱镜
有以下的几个性质
三个反射工作面是相互垂直的
底面是等边三角形
为光线的入射面和出射面
第二个性质
是当光线以任意方向
从底面入射时
经过三个直角面依次反射后
出射光线总是平行于
入射光线出射
也就是说一条光线
从底面入射发生折射
再经过三个面的反射
再经过底面的折射后
它的出射光线与入射光线
是平行的
因此当角锥棱镜
绕其顶点
发生转动的时候
它的出射方向是不变的
但同样的它可能会产生一个平移
如果棱镜工作面
对光线的主要作用是折射
那么此类棱镜
称之为折射棱镜
折射棱镜是将两个成一定
夹角的平面折射面
做在同一块玻璃上的器件
它们之间的夹角
称之为棱镜顶角α
它的出射光线
相对于原入射光线的方向
将发生改变
它们的夹角
称为棱镜的偏向角
我们用δ来表示
通过测量偏向角δ
就可以测量出
折射棱镜材料的折射率
这就是最小偏向角法测折射率
什么时候会产生最小偏向角呢?
折射棱镜的顶角是α
并且它是一个等腰三角形
在棱镜里面的折射光线
平行于底边
这个时候
它的偏向角是最小的
它满足这个公式
sin((α+δmin)/2)
等于nsinα/2
这里α是棱镜的顶角
我们只需要测出最小偏向角
就可以得到材料的折射率
如果说折射棱镜的顶角
α很小的时候
它就是一个光楔
这个时候,它的偏向角
就是一个恒定值
就等于(n-1)倍的顶角α
光楔
在很多系统里面
是非常有用的
比如说我们可以实现
角度测微
如果说两个相同的光楔
按照左图所示的时候
它的偏向角是相同的
因此会产生负二倍的δ
这么一个偏折角
如果两个光楔是按中间那个图
所分布的时候
它就相当于一块平行平板
它就没有偏向角
δ等于零
如果我们保持左边的光楔不动
旋转右边的光楔
就可以让光线的偏折角
由-2δ变成零
这个时候
右边光楔的旋转角是180度
因此
我们可以通过测量旋转角
可以测出来
这个微小的角度变化
零到2δ之间
光楔
不仅可以进行角度测微
同样地
它可以来进行移动测微
也就是说测量出
ΔL
然后来计算得到
在垂直方向上的微小的变化
Δy
这样的话
我们能够提高测量精度
这是光楔的应用场合
这节课就到此为止,谢谢
-1.1.1 课程背景和内容简介
-1.1.2 光学工程的特点
--光学工程的特点
-1.1.3 本课程的学习方法
--本课程的学习方法
--外部链接
-1.2.1 微积分基础知识
--微积分基础知识
-1.2.2 光学工程中的常用函数
-1.2.3 常用函数的运算与变换
-扩展阅读
--SPIE课程:Light in Action-Lasers,Cameras&Other Cool Stuff
--SPIE课程:A Day Without Photonics-A Modern Horror Story
--SPIE课程:Advice to Students from Leaders in the Optics&Photonics Community
--版权说明
-2.1.1 基本概念和光线传播基本定律
-2.1.2 成像基本概念
--成像基本概念
-2.1.3 费马原理
--费马原理
-2.1.4 等光程成像
--等光程成像
-2.1.5 常用曲面形状
--常用曲面形状
-第一次作业--作业
-2.2.1 近轴光学基本概念
--近轴光学基本概念
-2.2.2 近轴球面成像
--近轴球面成像
-2.2.3 近轴球面成像放大率
-2.2.4 物像空间及光学不变量
-2.2.5 矩阵光学简介
--矩阵光学简介
-2.2.6 矩阵光学应用
--矩阵光学应用
-第二次作业--作业
-2.3.1 理想光学系统基本概念
-2.3.2 理想光学系统的基点与基面
-2.3.3 图解法求像
-2.3.4 解析法求像
-2.3.5 理想光学系统的放大率
-2.3.6 理想光学系统焦距关系
-2.3.7 理想光学系统组合
-2.3.8 透镜与薄透镜
-2.3.9 远摄型光组和反远距型光组
-第三次作业--作业
-2.4.1 平面反射镜及双平面反射镜
-2.4.2 反射棱镜及其展开和平行平板成像
-2.4.3 反射棱镜成像方向
-2.4.4 棱镜转动定理
-2.4.5 角锥棱镜和折射棱镜
-2.4.6 光学材料简介
-第四次作业--作业
-2.5.1 光阑简介与孔径光阑
-2.5.2 视场光阑与渐晕
-2.5.3 远心光路
-2.5.4 景深
--2.5.4 景深
-第五次作业--作业
-2.6.1 光度学与色度学基础
-2.6.2 视见函数和光度学
-2.6.3 光传播过程中光学量的变化规律
-2.6.4 色度学基本概念
-2.6.5 CIE标准色度学系统
-第六次作业--作业
-2.7.1 球差
--2.7.1 球差
-2.7.2 色差
--2.7.2 色差
-2.7.3 子午像差和弧矢像差
-2.7.4 彗差、像散、场曲、畸变
-2.7.5 垂轴像差、波像差
-2.7.6 光学传递函数
-第七次作业(像差)--作业
-2.8.1 人眼的光学模型
-2.8.2 人眼的缺陷与校正
-2.8.3 人眼的景深
-2.9.1 光学系统的分辨率
-上篇:应用光学——光学系统的分辨率(光学系统分辨率)
-2.9.2 人眼的分辨率
-上篇:应用光学——光学系统的分辨率--第八次作业(人眼)
-2.10.1 放大镜
-上篇:应用光学——放大镜--第八次作业(放大镜)
-2.10.2 放大镜的光束限制和视场及目镜
-2.11.1 望远系统
-2.11.2 望远镜的放大倍率
-2.11.3 望远镜的视觉放大率
-2.11.4 望远镜的分辨率
-第九次作业(望远镜)--作业
-2.12.1 显微镜及其放大率
-2.12.2 显微镜的视觉放大率
-2.12.3 显微镜的孔径光阑
-2.12.4 显微镜的机械筒长
-2.12.5 显微镜的分辨率及有效放大率
-2.12.6 显微镜的景深
-2.12.7 显微镜的照明系统
-第九次作业(显微镜)--作业
-3.1.1 电磁场的波动性
-3.1.2 平面电磁波及其性质
-3.1.3 球面波与柱面波,光波辐射与辐射能
-3.2.1 电磁场的连续条件(边界条件)
-3.2.2 光在两电介质分界面上的折射与反射
-3.2.3 菲涅耳公式
-3.2.4 全反射与倏逝波
-3.2.5 金属表面的反射
-3.2节课后习题--作业
-3.3.1 光的吸收、色散和散射
-3.4.1 光波的叠加
-3.5.1 干涉原理及相干条件
-3.5节课后习题--作业
-3.6.1 干涉图样计算
-3.6.2 分波阵面干涉装置的特点
-3.6节课后习题--作业
-3.7.1 时间相干性
-3.7.2 空间相干性
-下篇:物理光学——干涉条纹的对比度及其影响因素
-3.8.1 干涉条纹的定域
-3.8.2 平行平板产生的等倾干涉
-3.8.3 楔形平板产生的等厚干涉
-下篇:物理光学——平板的双光束干涉--3.8节课后习题
-3.9.1 斐索干涉仪
-3.9.2 迈克尔逊干涉仪
-下篇:物理光学——典型的双光束干涉系统及其应用
-3.10.1 平行平板的多光束干涉
-3.10.2 F-P 干涉仪
-3.10.3 光学薄膜基础
-3.10.4 单层膜与多层膜
-3.10课后习题--作业
-3.11.1 惠更斯—菲涅耳原理
-3.11.2 菲涅耳—基尔霍夫衍射公式及衍射分类
-3.11节习题--作业
-3.12.1 夫朗和费衍射公式的意义
-3.12.2 矩孔衍射和单缝衍射
-3.12.3 圆孔衍射
-3.12节习题--作业
-3.13.1 成像系统的分辨本领
-下篇:物理光学—— 光学成像系统的衍射和分辨本领
-3.14.1 双缝与多缝的夫朗和费衍射
-3.14.2 光栅的分光性能
-3.14.3 几种典型光栅
-3.14节习题--作业
-3.15.1 圆孔和圆屏(盘)的菲涅耳衍射
-3.15.2 菲涅耳透镜
-下篇:物理光学—— 菲涅耳衍射(菲涅耳衍射)
-3.16.1 平面波的复振幅分布和空间频率、复杂复振幅及其分解
--3.16.1 平面波的复振幅分布和空间频率、复杂复振幅及其分解
-3.16.2 光波衍射的傅里叶分析方法
-3.16.3 透镜的傅立叶变换性质
-3.16.4 相干成像系统分析及相干传递函数
-3.16节习题--作业
-3.17.1 非相干成像系统分析及光学传递函数
-3.17.2 阿贝成像理论、波特实验与光学信息处理
-3.17.3 全息术
-3.17节习题--作业
-3.18.1 偏振光概述
-3.18.2 光在晶体中的传播
-3.18.3 单色平面波在晶体中的传播
-3.18.4 单轴晶体中光的传播
-3.18节习题--作业
-3.19.1 光波在晶体表面的折射和反射
-3.20.1 偏振棱镜和相位延迟器(一)
-3.20.1 偏振棱镜和相位延迟器(二)
-3.20.2 偏振光和偏振态的琼斯矩阵表示
-3.20节课后作业--作业
-3.21.1 偏振光的变换
-3.21.2 偏振光的测定
-3.21节课后习题--作业
-3.22.1 平面偏振光的干涉
-3.22.2 会聚偏振光的干涉
-3.22节课后习题--作业
-3.23.1 旋光现象和磁致旋光效应(一)
-3.23.1 旋光现象和磁致旋光效应(二)
-3.23.2 电光效应(一)
-3.23.2 电光效应(二)
-3.23.3 声光效应
-下篇:物理光学——磁光、电光和声光效应--3.23节课后习题
-期末考试--作业