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프리즘

Prism
이 기사는 광학 프리즘에 관한 것이다.기하학적 형상 모형의 제품군은 프리즘(기하학)을 참조하십시오.기타 용도는 프리즘(동음이의)을 참조하십시오.
"Prismatic"은 여기서 리다이렉트됩니다.기타 용도는 프리즘(명료화)을 참조하십시오.
플라스틱 프리즘

광학 프리즘은 빛을 굴절하도록 설계된 평평하고 광택이 나는 표면을 가진 투명한 광학 소자입니다.적어도 하나의 표면이 각이져야 합니다. 두 개의 평행한 표면이 있는 요소는 프리즘이 아닙니다.광학 프리즘의 전통적인 기하학적 모양은 삼각기둥과 직사각형 변을 가진 삼각형 프리즘으로, 구어에서 "프리즘"은 보통 이 유형을 가리킨다.어떤 종류의 광학 프리즘은 사실 기하학적 프리즘의 형태가 아니다.프리즘은 디자인된 파장에 투명한 물질로 만들어질 수 있습니다.대표적인 재료로는 유리, 아크릴, 불소 등이 있습니다.

분산 프리즘은 다음 절에서 설명하는 것처럼 백색광을 구성 스펙트럼 색상(무지개 색상)으로 분해하는 데 사용할 수 있습니다.아래에 기재된 다른 유형의 프리즘을 사용하여 빛을 반사하거나 다른 편광의 컴포넌트로 빛을 분할할 수 있습니다.

종류들

분산형

회절에 의한 회절 격자(1)와 굴절에 의한 프리즘(2)의 스펙트럼 비교.긴 파장(빨간색)은 회절량이 많지만 짧은 파장(자색)보다 굴절량이 적다.
주요 기사:분산 프리즘

굴절률이 주파수에 따라 달라지기 때문에 분산 프리즘은 빛을 스펙트럼 색상으로 분해하는 데 사용됩니다. 프리즘에 들어가는 백색 빛은 각각이 약간 다르게 구부러지는 다른 주파수의 혼합입니다.파란색 빛은 빨간색 빛보다 더 느려지므로 빨간색 빛보다 더 많이 구부러집니다.

스펙트럼 분산은 광학 프리즘의 가장 잘 알려진 특성이지만 실제로 광학 프리즘을 사용하는 가장 빈번한 목적은 아니다.

사색적인

반사 프리즘은 빛을 반사하여 반전, 반전, 회전, 이탈 또는 변위시키는 데 사용됩니다.일반적으로 쌍안경이나 일안 반사식 카메라로 이미지를 세우는 데 사용됩니다. 프리즘이 없으면 사용자는 이미지를 거꾸로 볼 수 있습니다.

보통 순수한 광학 유리로 만들어진 반사 프리즘은 높은 경사각에서 빛이 입사하는 면에 거의 완벽한 반사율을 얻기 위해 전체 내부 반사를 사용합니다.입력 및 출력 패싯의 반사 방지 코팅과 결합하면 일반적인 금속 미러보다 광손실이 훨씬 줄어듭니다.

  • 홀수 반사 수, 이미지 프로젝트가 플립(미러링됨)으로 표시됨
    • 삼각형 프리즘 리플렉터, 측면으로 이미지를 투사합니다(직각 입력 및 출력 발생의 경우 정적 분산은 0입니다).
    • 지붕 펜타프리즘은 이미지를 다른 축을 따라 옆으로 뒤집어서 투영합니다.
    • 도브 프리즘은 이미지를 앞으로 투영합니다.
    • 코너 큐브 역반사기는 이미지를 뒤로 투영합니다.
  • 짝수 반사, 수직 투영(핸드니스 변화 없음, 회전 가능 또는 회전 불가)
    • Porro 프리즘은 이미지를 거꾸로 투영하여 위치를 바꿉니다.
    • 퍼거-뽀로 프리즘
    • Porro-Abbe 프리즘은 이미지를 전방으로 투사하여 180° 회전시켜 변위시킵니다.
    • Abbe-Koenig 프리즘은 이미지를 전방으로 투영하여 180° 회전시키고 공선(내부 반사 4개 [지붕 평원에 반사 2개 있음])
    • Bauernfeind 프리즘은 이미지를 옆으로 투사합니다(45° 기울어짐).
    • 아미시 루프 프리즘은 이미지를 측면으로 투사
    • 펜타프리즘은 이미지를 옆으로 투영합니다.
    • 슈미트-페찬 프리즘은 이미지를 180° 회전시켜 전방으로 투영합니다(6개의 반사[2개의 반사가 지붕 평원에 있음; 바우어파인드 부분과 슈미트 부분으로 구성됨)
    • Uppendahl 프리즘은 이미지를 전방으로 투사하고 180° 회전하며 공선(6개의 반사[2개의 반사물이 지붕 평원에 있음]), 3개의 프리즘으로 구성됩니다.

빔 분할

상세 정보:비임 스플리터

직각 프리즘의 빗변에는 다양한 박막 광학층을 퇴적시켜 다른 프리즘에 접착시켜 빔 스플리터 큐브를 형성할 수 있다.이러한 큐브의 전체적인 광학성능은 박층에 의해 결정된다.

일반적인 유리기판과 비교하여 유리큐브는 양쪽에서 박막층을 보호하고 기계적 안정성을 향상시킵니다.큐브는 또한 에탈론 효과, 후면 반사 및 약간의 빔 편향도 제거할 수 있습니다.

  • 이색 필터는 이색 프리즘을 형성한다
  • 편광 큐브 빔플리터는 복굴절성 빔플리터보다 소광비는 낮지만 가격은 저렴합니다.
  • 부분적으로 금속화된 미러는 편광되지 않는 빔플리터를 제공합니다.
  • 공극 - 두 개의 삼각형 프리즘의 빗변들이 공극과 함께 서로 매우 가까이 쌓여 있을 때, 한 프리즘의 전체 내부 반사가 좌절되어 두 번째 프리즘에서 방사선의 일부를 전파파로 결합할 수 있습니다.갭 폭에 따라 전송 전력이 기하급수적으로 감소하기 때문에 마이크로미터 나사로 여러 가지 크기로 튜닝할 수 있습니다.

편광

상세정보 : 편광자 b 복굴절_편광자

또 다른 클래스는 복굴절을 사용하여 광선을 다양한 편광 성분으로 분할하는 편광 프리즘에 의해 형성된다.가시 영역과 UV 영역에서는 손실이 매우 적고 일반적으로 가 105: 10을 초과하여 다른 유형의 편광자보다 우수합니다.전체 내부 반사를 사용할 수도 있고 사용하지 않을 수도 있다.

  • 두 편파 모두 굴절에 의해 이탈됩니다.
  • 두 편광은 평행하게 유지되지만 공간적으로 분리되어 있습니다.
    • 편광빔 디스플레이서(일반적으로 평면-이방성 패싯을 가진 두꺼운 이방성 결정으로 구성

이들은 보통 석회암과 같은 복굴절 결정성 물질로 만들어지지만, UV 적용에는 석영이나 α-BBO와 같은 다른 물질들이 필요할 수 있으며, 다른 물질들2(MgF, YVO4 및 TiO2)은 적외선 스펙트럼 범위로 더 멀리 전달을 확장합니다.

탈분극기

상세 정보:탈분극기

복굴절 결정은 빛의 명백한 탈분극으로 이어지는 방식으로 조립될 수도 있다.

두 장치 모두 빔의 시간적 일관성이 감소하거나 공간적 일관성이 각각 편광 구성요소의 결절성으로 바뀌기 때문에 이상적인 단색 평면파에는 탈분극이 관찰되지 않습니다.

다른이들

그러나 유리 같은 등방성 재료로 만들어진 프리즘은 빛의 편광도 변화시킨다. 경사각도에서의 부분 반사가 빛의 s편광 및 p편광 구성요소의 진폭비(위상도 아님)를 유지하지 못하여 일반적인 타원 편광으로 이어지기 때문이다.이것은 일반적으로 분산 프리즘의 원치 않는 효과입니다.경우에 따라서는 수직 각도로 빛이 들어오고 나가는 프리즘 형상을 선택하거나, 비평면광 궤적을 통한 보상 또는 p편광의 사용을 통해 이를 피할 수 있다.

전체 내부 반사는 s 편광과 p 편광 사이의 상호 위상만 변경합니다.잘 선택된 입사각에서 이 위상은/ 4 { /}에 가깝습니다.

  • 플레넬 마름은 이 효과를 사용하여 원형 편광과 선형 편광 사이의 변환을 달성합니다.이 위상차는 파장에 따라 달라지는 것이 아니라 굴절률에만 따라 달라지기 때문에 저분산 안경으로 만들어진 프레넬 로므는 1/4파 판보다 훨씬 넓은 스펙트럼 범위를 달성한다.하지만 그들은 빔을 대체한다.
  • 4중 반사 및 제로 빔 변위가 있는 더블 프레넬 마름은 반파 플레이트를 대체합니다.
  • 비슷한 효과를 편파 유지 광학에도 사용할 수 있습니다.

사용하다

프리즘의 전체 내부 반사는 광학, 플라스모닉스 및 현미경을 통해 다양한 용도로 사용됩니다.특히:

  • 프리즘은 빛을 표면 플라스몬에 결합하는 데 사용됩니다.삼각 프리즘의 빗변은 금속화되거나(크레치만 구성), 또는 증발파가 매우 가까운 금속 표면에 결합된다(오토 구성).
  • 일부 레이저 활성 매체는 저품질 펌프 빔이 전면 패싯에 들어가는 프리즘으로 형성될 수 있으며 증폭된 빔은 전면 패싯에서 방목 입사 시 전체 내부 반사를 받는다.이러한 설계는 열응력을 덜 받고 고출력 레이저 다이오드에 의해 펌핑되기 쉽습니다.
상세 정보:Total_internal_reflection 어플리케이션

프리즘의 다른 용도는 빔 이탈 굴절에 기초합니다.

  • 웨지 프리즘은 단색광의 빔을 일정한 각도만큼 편향시키기 위해 사용된다.이러한 프리즘 쌍은 빔 스티어링에 사용할 수 있습니다. 프리즘을 회전시킴으로써 원추형 "관련 영역" 내에서 빔을 원하는 각도로 꺾을 수 있습니다.가장 일반적인 구현은 Risley 프리즘 [1]쌍입니다.
  • 예를 들어 진공 챔버 또는 큐벳의 투명한 창문은 약간 끼울 수 있습니다(10' - 1°).이것은 반사를 감소시키지는 않지만, 그렇지 않으면 전송 스펙트럼을 변조할 수 있는 파브리-페로 간섭을 억제한다.
  • 비슷하지만 비대칭으로 배치된 프리즘의 아나모픽 쌍도 빔의 프로파일을 변경할 수 있습니다.레이저 다이오드의 타원형 출력에서 원형 빔을 만드는 데 자주 사용됩니다.단색광이기 때문에 웨지 경사가 다르면 약간의 색분산도 문제 없습니다.
  • 양초와 등유 램프는 목선에 화재 위험이 있기 때문에 갑판 [2]아래로 햇빛을 비추기 위해 범선에 갑판 프리즘을 사용했습니다.

검안 중

보정렌즈를 축외로 이동시킴으로써 프리즘이 화상을 변위시키는 것과 같은 방법으로 보정렌즈를 통해 본 화상을 변위시킬 수 있다.시력관리 전문가들은 프리즘과 렌즈의 축을 벗어난 부분을 사용하여 다양한 정형외과적 문제를 치료합니다.

단일 프리즘을 가진 프리즘 안경은 두 눈의 상대적인 변위를 수행하므로 eso, exo, hyperropia 또는 hypropia를 보정합니다.

이와는 대조적으로, Yoked Prism(공역 프리즘, 주변 렌즈 또는 성능 안경이라고도 함)이라고 불리는 양쪽 눈의 프리즘을 가진 안경은 양쪽 눈의 시야를 동일한 범위로 [3]이동시킨다.

「 」를 참조해 주세요.

Wikimedia Commons에는 프리즘과 관련된 미디어가 있습니다.

레퍼런스

  1. ^ Duncan, B.D.; Bos, P.J.; Sergan, V. (2003). "Wide-angle achromatic prism beam steering for infrared countermeasure applications". Opt. Eng. 42 (4): 1038–1047. Bibcode:2003OptEn..42.1038D. doi:10.1117/1.1556393.
  2. ^ Loenen, Nick (February 2012). Wooden Boat Building: How to Build a Dragon Class Sailboat. FriesenPress. ISBN 9781770974067.
  3. ^ Kaplan, M; Carmody, D. P.; Gaydos, A (1996). "Postural orientation modifications in autism in response to ambient lenses". Child Psychiatry and Human Development. 27 (2): 81–91. doi:10.1007/BF02353802. PMID 8936794. S2CID 37007723.

추가 정보

외부 링크