秒级五角棱镜加工的探讨

秒级五角棱镜是光学测量仪器中常用的重要附件之一。它可使准直仪器的光轴精确地转折90°,以建立与基准光轴相互垂直的平面或直线。五角棱镜的主要要求是:光线由90°角的任意一个面入射,先后经过45°角的两个面各反射一次,再从90°角的另一个面射出,入射光线与出射光线之间的夹角恒等于90°(下称使用角),其精度要求为1″～2″(图1)。     

改型Wollaston棱镜的光程差及其特性分析

简述了改型Wollaston棱镜的偏光结构和分光机理;应用波法线追迹法分析了光在棱镜中的传播规律与波矢轨迹;推导出了任意入射面内、以任意角入射时光在棱镜中的传播方向及出射点坐标;给出了改型Wollaston棱镜中o光和e光光程差的理论表达公式;采用计算机模拟,给出了光程差随入射角、入射面与棱镜主截面的夹角、棱镜结构角及波长的变化曲线,并对其变化特性进行了深入的分析. 该研究对偏光棱镜的理论研究具有普遍的指导意义,为偏振分光器件及干涉成像光谱仪的研制和应用提供了重要的理论依据和实践指导. 关键词： 改型Wollaston棱镜 波法线追迹法 光程差     

双目显微镜胶合分光棱镜的角度误差

本文通过分析,找出双目显微镜分光棱镜两出射光轴平行度误差与棱镜角度误差间的关系式。指出胶合时两单直角棱镜间的微量相对扭转只改变分光棱镜第二光学平行度大小,而对第一光学平行度几乎无影响,并由此提出利用这一点,可使棱镜第二光学平行度误差减小到一定大小,以满足两出射光轴在垂直平面上的平行性要求和棱镜像质要求。最后,给出了某双目显微镜分光棱镜的角度公差。     

多光谱全色分色棱镜的胶合

论述了多光谱全色分色棱镜组的胶合工艺。该棱镜组是由６块非标准角棱镜、１块底板和４块滤色镜共１１个零件所组成。该棱镜组各出射面与入射面之间的角度允差要求≤１０″，各通光面与底板底面之间的垂直度要求⊥≤１０″，棱镜中间还有两处空气隙，空气隙的宽度要求为Ｌ＝０．０５ｍｍ。另外，各棱镜在主光路方向上还有距离（光程）要求，因此该棱镜组的胶合工作成了该项任务加工中一个比较关键的技术。     

基于组合Wollaston棱镜成像光谱仪的视场扩大原理分析

论述了视场扩大型成像光谱仪的核心部件——组合Wollaston棱镜的结构和分光机理;应用波法线追迹法分析了光在任意方位入射面内,以任意角入射时组合Wollaston棱镜中的波矢传播规律;推导出了光在棱镜中的传播方向及出射点坐标;给出了传播过程中e光和o光之间光程差的理论表达式;采用计算机模拟,给出了光程差随入射角和入射面方位角的变化曲线;在此基础上对组合Wollaston棱镜扩大光谱仪视场的原理进行了深入分析和讨论.上述研究对偏振干涉成像光谱技术的理论研究与技术创新,对自行设计的稳态大视场偏振干涉成像光谱 关键词： Wollaston棱镜 偏振干涉成像光谱仪 波法线追迹法 视场扩大原理     

双向分束角对称的偏光分束镜设计与性能分析

为了获得分束角对称的偏光分束棱镜,在双Wollaston棱镜结构的基础上,通过合理设计棱镜左右两端晶体光轴的取向,使棱镜整体呈中心切面对称;在保证对正向入射的光对称分束的同时,对反向入射光同样可以对称分束,达到了双向对称分束的目的;在此基础上给出了晶体光轴的旋转角δ与棱镜结构角S以及与波长的关系;并分析了对633 nm设计的棱镜用于其他波长时分束角的对称性.结果表明：在±300 nm的光谱范围内,分束角的不对称度均小于0.24°.     

双折射调谐器设计的等色图原理

提出双折射调谐器设计的等色图方法，给出原理。分析表明当晶片光轴处在以折射光线为轴线、顶角为４５°的圆锥面上时，双折射调谐器具有最快的波长调谐速率；当光轴位于过折射光线并与入射面成４５°或１３５°的平面内时，调谐器抑制非所需波长的能力最强。由此给出光轴相对晶片表面的两个优化取向，对石英晶片它们分别为１８．７１２°和５９．９２２°。文中还给出了三块晶片组合的调谐器的设计例子，对其调谐特性进行了简要的讨论。     

薄膜对激光测距中棱镜器件选择的影响

分光棱镜是一些测距系统中的关键元件,而分光膜又是关键中的关键。采用45°与30°两种不同的分光棱镜,制备不同的分光膜。利用这两种棱镜作测距实验,发现在相同的天气和系统条件下,45°棱镜测距能力为800m;而30°棱镜测距能力为1800m。所以,在实际设计中一定要考虑分光膜的p偏振的影响。     

道威棱镜的角度公差

<正> 道威棱镜(有时也称半速棱镜)广泛地应用在光学仪器当中。这种棱镜产生倒象而不改变瞄准线的方向。从几何形状来看,道威棱镜有两个45°的底角,截去该棱镜的棱角使其平行于底面,这样就保证了底面反射是属于完全内反射。这种几何形状使得道威棱镜尺寸缩小并且也减少了光能的反射损失。在光学设计中,通常的做法是根据出射光束与入射光束的光轴偏角给定道威棱镜的设计     

宽谱段共光轴线色散成像光谱仪三棱镜分光系统设计

针对棱镜型成像光谱仪结构复杂、具有严重的色散不均匀性,进行了共光轴线色散棱镜式宽谱段成像光谱仪研究。利用棱镜的色散公式建立了对称型三棱镜组合分光结构的数学模型,获得了满足直视结构的棱镜组合,并在此基础上分析影响棱镜组色散线性因素：棱镜材料的折射率和色散率对棱镜组线色散影响比较大,入射角度对其影响比较小,并提出改善色散线性的方法,获得了满足线色散要求的棱镜组合的折射率条件,从而为共光轴结构的线色散棱镜式成像光谱仪初始结构的选择提供了重要理论依据。在工作波段为400~1 000 nm、中心波长偏向角为0°、最大色散角为0.6°、光谱仪系统数值孔径NA为0.18、光谱分辨率为5 nm条件下,实现共光轴三棱镜分光系统的线色散设计,最后利用ZEMAX进行了模拟分析表明,理论计算结果与实际仿真结果基本相符。     

Wollaston式多光束分束棱镜的设计研究

基于方解石晶体的光学特性和传统Wollaston棱镜的结构特点,设计了一种新型Wollaston式多光束分束棱镜。棱镜的两块晶体的光轴不再是垂直的,而是呈现一定的角度。通过结合玻璃棱镜,可以实现三束或四束光束平行光束的出射。以晶体光轴夹角为45°角为例,对该棱镜进行了讨论研究。研究得出:当一束自然单色光入射时,当入射光束的光斑大小大于两平行光束之间的距离时,可以实现两束相互垂直的偏振光和一束自然光出射,当光斑大小小于棱镜中两平行光束之间的距离时,能够产生四束分开程度可调并且平行出射的偏振光。该棱镜能为不同的应用环境提供可调节的偏振出射光束,从而节约成本。     

单轴晶体的光程差和Lyot型滤光器的视场

 建立了以光线入射方向和晶体光轴方向为基准的入射坐标系，利用波法线反曲面方程和电磁场在晶体折射界面处切向分量连续性的边界条件，得到了晶体中波法线方向、射线方向、波法线折射率和射线折射率的表达式。从非常光的射线方向和射线折射率出发，得到了在任意的晶体光轴方向和入射角条件下，光通过单轴晶体后寻常光、非常光的光程差表达式。对Lyot型滤光单元的透射率和视场进行了计算分析后发现，滤光单元的透射率随光线入射角的变化呈现一定的周期性，视场随光轴倾角的增大而减小。得出了透射率和视场随光轴倾角(光轴与晶体表面的夹角)和光线入射角(光线在晶体表面的入射角)的变化规律。讨论了通过改变晶体倾角实现滤光器调谐和补偿晶体厚度加工误差等技术问题。     

1″五棱镜45°角公差值的给定

<正> 如图所示,五棱镜的主截面为ABCDE。各角及其误差用下述符号表示: ∠BAE公称值为90°,以α表示,误差为△α; ∠BOE公称值为45°,以β表示,误差为△β; ∠PO′P′公称值为90°,以Υ表示,误差为△Υ。PO′为入射光线,O′P′为出射光线,它们的夹角Υ为90°。Υ角误差△Υ的大小就决定了五棱镜的精度,例如说“1″五棱镜”一般就是说|△Υ|≯1″。     

棱镜分光镜的棱镜设计与镀膜

一、棱镜分光的特点一般的分光镜都是在45°入射角的条件下使用的,其目的是想得到反射光与透射光互相垂直的两束光。为了实现这种分光,可采用两种形式:一是平板分光,一是棱镜分光,如图1所示。     

彩电分光棱镜初步制造成功

分光棱镜足彩包电视光路中主要元件之一,它的主要作用是将进入物镜系统的白色光分为红、绿、蓝三基色,对其分光性能要求很严格,不但要求它从一定的光能量进行分光,而且应符合摄像管和荧光屏的特殊性曲线而计算出来的光谱特性。彩电分光棱镜如1所示。根据“独立自主,自力更生”,采用三结合的方法,在短短的一个半月中,将分光陵镜初步试制成功,我们采用的多层膜系是: 第一分色面为W制膜系为: (3H_3L_33H)L′; 第二分色面膜系为:(HL)6HO.5L。图1分光棱镜的修饰片采用相适应的有色玻璃和膜系,对蓝修饰片采用K_9,玻璃加LHLHHLHL膜系,对绿修饰片采用JB_6有色玻璃,对红修饰片采用有色玻璃CB_3加LHLHHLKL膜系,所用镀制     

光轴方向任意的晶体连续双折射双反射

根据惠更斯定理,研究了单轴晶体光轴任意方向的双折射与全内双反射,给出了光线方向和光波法线方向的普遍公式.讨论了在晶体内沿多个面的连续双折射双反射,分析了前一界面输出量和后一界面输入量之间的联系,得到多次双折射双反射后的光线方向和光波法线方向.在此基础上,适当地选取晶体的界面参数,相当于选取光轴方向,可以使o光和e光的分离角Δoe更大.光轴方向任意的晶体连续双折射双反射对晶体器件的最优化设计非常有帮助.最后给出了改变斜入射2×2电光开关的出射面参数使Δoe优化的实例.     

问与答

<正> 屋脊棱镜的光轴长度如何计算? 同一块棱镜,带不带屋脊面其光轴长度是不相等的,如图1所示的一次反射直角棱镜,不带屋脊面时,在有效通光口径为D_0的情     

梯形棱镜的加工

梯形棱镜是光学观察仪器中常用的棱镜,这种棱镜的两个直角面小、斜面狭长、尖塔差要求高,一般在40″以内,如图1所示。这种棱镜的加工方法,以往一般是这样的:在磨砂面上加一块90°副板(图2),装石膏盘精磨抛光一直角面,下盘后加90°副板改90°角,再上石膏盘精磨抛光另一直角面,最后修改斜面,保证δ45°和尖塔差。为保证石膏盘精磨抛光后零件的尖塔差仍在40″以内,上盘前修角时应改到最好的程度。但由于斜面狭长不易改平,所以成品     

别汉棱镜的胶合工艺

本文主要介绍了别汉棱镜的胶合新工艺。与传统的工艺相比,由于别汉棱镜是由两块棱镜胶合在一起的,可以依赖于胶层来调整光轴偏,并且是连续可调的,不仅如此,还有操作方便,稳定性好,精度高等特点。     

多棱镜分光系统的多光束光轴平行度校准

闪电场景模拟系统中需要不同强度分布的光轴平行的多路光束,多棱镜分光系统能够实现平行光束增宽和强度分布调制。为获取彼此平行的多路光束,采用五棱镜扫描法完成等间隔分布的四棱镜分光系统的多光束光轴平行度检测,通过ＣＣＤ采集返回的与特定光轴位置信息有关的光点光强分布,并编制相关的软件计算质心偏差,为分光棱镜的定位装校提供直观准确的反馈信息,装校装置具有简单方便的特点。装校后的四棱镜分光系统在x、y、z 3个方向上的光轴匹配精度分别小于３、４和４．５,4束平行光的光强之比约为８∶４∶２∶１。进一步提高ＣＣＤ分辨率和增大成像物镜Ｌ的焦距后,光轴的匹配精度可以达到秒量级。