几何光学学习笔记(16)- 4.5 光楔
几何光学学习笔记(16)- 4.5 光楔
- 4.5 光楔
- 1.共轴双光楔
- 2.偏轴双光楔
4.5 光楔
折射角 a 很小的棱镜称为光楔,它在光学仪器中有很多用途。折射棱镜的公式用于光楔时可以简化。光线的入射角具有一定大小时,因α 角很小,可近似地认为是平行平板。
δ=α(ncosI1′cosI1−1)\delta = \alpha({{ncosI'_{1}}\over{cosI_{1}}}-1) δ=α(cosI1ncosI1′−1)
当I1′和I1I'_{1}和I_{1}I1′和I1很小时,上式中的余弦值可以用1代替。
δ=α(n−1)\delta = \alpha(n-1) δ=α(n−1)
此式表明,当光线垂直或近于垂直射入光棋时,如图(b)所示,其所产生的偏角仅取决于光楔的折射角和折射率的大小。
1.共轴双光楔
在光学仪器中,常把两块相同的光棋组合在一起相对转动,可以产生不同大小的偏向角,如图所示。两光模间有一微小空气间隙,相邻工作面平行,并可绕其公共法线相对转动。图 (a) 表示两光楔主截面平行,两折射角朝向一方,将产生最大的总偏向角(为两光模产生偏向角之和)。图(b) 为两光楔相对转动 180°,两主截面仍平行,但折射角方向相反,显然,这个系统相当于一个平行平板,偏向角为零。图(c) 表示两光楔相对转动 180°,产生与图(a)相反的总偏向角。
可以利用两个光模之间间隙的变化,以改变出射光线的平移量
Δy=Δzd=Δz(n−1)α\Delta y =\Delta zd= \Delta z(n-1)\alpha Δy=Δzd=Δz(n−1)α
2.偏轴双光楔
当两主截面不平行或相对转动任意角习2j时,则组合光模的总偏角为:
δ=2α(n−1)cosj\delta = 2\alpha(n-1)cosj δ=2α(n−1)cosj
这种双光棋可以把光线的小偏向角转换成为两个光模的相对转角。因此,在光学仪器中常用它来补偿和测量小角度误差,即把小角度误差转换成为两个光模间的很大的相对转角,从而可以读出小角度误差。
共轴双光楔间有一微小空气间隙,如果用于对激光束偏转,因激光束能量集中,会产生多次反射和折射(类似于腔体作用),使光学系统中产生大量杂散光,为此可采用偏轴双光楔结构。
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