一张图看懂光学棱镜的工作原理
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发布时间：2022-11-10 11:55:38
我们都知道棱镜主要是一种由：两两相交但彼此均不平行的平面围成的透明物体，用以分光或使光束发生色散；棱镜不仅可以使光线偏移，还可以用来调整图像方向。
那么棱镜加工分为多少种材料呢？其实棱镜的加工材料有很多种光学玻璃，石英，氟化钙，硒化锌，锗。
常用的光学棱镜：分为直角棱镜，立方棱镜，五角棱镜，多夫（道威）棱镜，屋脊棱镜，楔角棱镜，斜方棱镜，保罗棱镜，角锥棱镜，半五角棱镜。
现代生活中，棱镜被广泛应用于数码设备、科学技术、医疗仪器等领域。常用数码设备：照相机、闭路电视、投影机、数码相机、数码摄录机、CCD镜头以及各类光学设备；科学技术：望远镜、显微镜、水准仪、指纹仪、枪械瞄准镜、太阳能转换器及各类测量仪器；医疗仪器：膀胱镜、胃镜及各类激光治疗设备。
直角棱镜通常用来折转光路或使光学系统所成的像偏转，选择不同入射面可以使光路偏转90°或180°，此时成像颠倒情况也不同。直角棱镜也可用于合像、光束偏移等应用。
当光从棱镜直角面入射时，光线会在棱镜斜面上发生全内反射，并从另一个直角面出射，光束实现90°反射。>> 当光从棱镜的斜面入射时，光会在直角面发生两次全反射，最后以平行于入射光束的方向从斜面出射，光路实现180°反射，另外此时产生的180°偏转与光入射角度无关。与普通的反射镜相比，直角棱镜有以下优点：直角棱镜本身有较大的接触面积，且有45°、90°等典型角度，易于调整。对于机械应力具有更好的稳定性。折转光线的原理是全反射，与反射镜的干涉原理不同，对镀膜依赖相对较低。
材料及工作波长：N-BK7（350 nm-2.0 μm）、UVFS（200 nm-2.1 μm）。
如果是应用于可见光和近红外应用领域，可选择N-BK7材质的直角棱镜；如果是应用于紫外波段透过率或者需要更低的热膨胀系数，可选择UVFS直角棱镜
直角棱镜可安装于棱镜安装架，能实现±4°的俯仰、倾斜调节，调节精度为0.4°/转。LBTEK目前有两种棱镜安装架可选。
锗窗口片：工作波长2.0 μm-16.0 μm 适合用于红外激光应用。在可见光波段的不透光特性使得该材料还能作为长波通滤光片，大于2.0 μm波长透过。锗的光谱透过率对温度非常敏感，环境温度100°C时材料吸收度变得很大以至于几乎不透光，在环境温度200 °C时完全不透光 注意：锗材料含有有害物质，操作时务必佩戴过手套，滤式防尘口罩，戴化学安全防护眼镜及穿防渗透工作服，操作结束后洗手。
氟化钙窗口片：工作波长200 nm-8.0 μm 整个波段范围内内均具有很高的透射率。氟化钙本身的低吸收和高损伤阈值特性，使得这些该材质窗口片适用于自由空间激光相关应用中。氟化钙还具有低色散(阿贝数95)和低荧光特性，并且具有很好的防水、耐化学品和耐热性等。但是在高温环境下使用时，如果温度超过600 °C则会发生降解。氟化钙在湿度大的环境中容易潮解，环境温度过高会加速潮解。注意：建议每次使用完该产品，擦拭干净放置于干燥柜中保存（湿度25%，温度20C°）。氟化钙有少许刺激性，建议操作人员佩戴防尘口罩，橡胶手套避免用手直接接触产品，且工作完毕后洗手。避免与酸类物品接触和存储。
硒化锌窗口片：工作波长600 nm-20.0 m 无吸湿性，且硒化锌材质具有各向同性特点，无双折射现象。整个波段范围内内均具有较高的透射率。硒化锌本身的低吸收使得该材质窗口片适用于氦氖激光器（HeNe）633 nm及高功率二氧化碳激光器10.6 μm应用。注意：硒化锌是一种有害物质，具刺激性。皮肤经常直接接触可引起皮炎。遇酸易分解散发出有害的硒化氢气体。对人体眼睛、呼吸道粘膜有刺激作用。操作时务必佩戴过滤式防尘口罩，戴化学安全防护眼镜及穿防渗透工作服。
蓝宝石窗口片：工作波长200 nm-4.5 μm 蓝宝石窗口片透过率的范围涵盖了紫外波段至中红外波段，并且整个波长范围内均具有很高的透过率。蓝宝石具有很高的表面硬度，只能被少数几种物质划伤。蓝宝石具有很好的化学稳定性，即使在温度高达1000°C时也不溶于水、常见的酸和碱。z轴切面，有效的消除了透射光的双折射效应。
硅窗口片，工作波长1.2 μm-8.0 μm 硅材料具有高的热传导率和低的密度，其在9 μm波长处有较强的吸收，不适合用于二氧化碳激光透射应用。
紫外熔融石英窗口片：工作波长190 nm-2.1μm 紫外熔融石英非常适用于需要在深紫外波段比N-BK7透射率更高的应用，具有更低折射率、更好的均匀性和更低热膨胀系数。可镀不同的增透膜。
N-BK7窗口片：工作波长350 nm-2.0 μm 通常在紫外熔融石英的优点为非必须的情况下选择N-BK7窗口片。可镀不同的增透膜。其他参数（依据加工难度的不同或有些许差异）：直径：12.7 mm、25.4 mm。厚度：3 mm、5 mm。表面光洁度：40/20（划痕/麻点）。表面平整度（@633 nm）：λ/8 ~ λ。表面平行度：5arcsec ~ 3 arcmin。
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