PRISM光伝送パス

プリズムは、光路を折り、画像の方向とサイズを操作し、光を回折するために使用されます。 多くの用途において、プリズムの組み合わせは、これらの効果のいくつかを達成するために使用される。 複数のプリズムを含むコンポーネントを設計するためには、各プリズムを通る光の入射、伝播、および出口の位置を知ることが重要です。プリズムを通過するときの光の光路の長さと同様に。 これは、プリズムトンネル図を使用して簡単にモデル化できます。

プリズムトンネル図は、プリズムを通る光の経路を示す2次元 (2D) 図である。 この手法は、プリズムを通る光の全経路長を視覚化するために使用されます。 この図では、プリズムは特性の比例断面で表されています。 光はプリズムの外側から始まり、一方の面から入ります。 プリズムの内部では、光がプリズムの反対側に接触する。 (界面媒体の屈折率に関連する) 臨界角以上の角度で光が新しい表面に当たると、または、表面が適切な鏡面コーティングでコーティングされている場合、光は完全に内部反射されるか、ほぼ内部反射されます。 その表面から光が反射されると、プリズムを表す断面がプリズムの反射面を表す線に反転し、第1の断面を横切る元の方向を変えずに、光が次の断面を直接通過するように見えるようにする。 光が臨界角度以下の角度で入り、表面がミラーリングされていない場合、光はその表面を通過してプリズムを離れます。 ペンタプリズムのプリズムトンネル図は、典型的な光線経路図の隣の図1に示されています。

(図1: 上: ペンタプリズムの典型的な光線経路図。 下: 同じペンタプリズムを通る光路のプリズムトンネル図)

トンネル図は、プリズムの正味の開口部を示すのに役立ち、ビネットが発生する場所を指定して、プリズムの視野を決定できます。 プリズムは、プリズムを通る異なる光路に対して複数の固有のトンネル図を有することができる。 光がさまざまな面や角度でプリズムに入ると、ユニークな図を作成できます。 たとえば、ダブプリズムは、さまざまなタイプの画像変換を実現するために、いくつかの異なる方向で使用されることがよくあります。 プリズムを通るこれらの異なる光軌道のそれぞれには、異なるトンネル図があります (表1)。

(表1: 共通鳩プリズムトンネル図)

上と下の画像の光は、同じ平面上で、異なる角度で出入りします。 さらに、第1の図は1つの反射器のみを有し、第2および第3の図はそれぞれ2および3つの反射器を有する。

2次元レイパス図では、「V」記号を追加して、リッジまたはプリズムの2つの面が90 ° の角度で交わる部分を示し、「屋根のような」形状を表します (図2)。 これは追加の反射をもたらし、画像のパリティまたはキラリティーを変化させる。

(図2: アミシプリズムの上面の2Dビューに「V」記号が追加され、上面のない表面と区別されています)

距離を短くする

平面平行プレートを通過する光は、屈折による画像シフトを経験する (図3)。 画像オフセットは、板厚 (t) およびその屈折率 (n) の関数である。

(図3: 平面平行プレートによる画像オフセット)

ガラスを通る画像オフセットは、実際の経路長を短縮された距離に置き換えることで補償できます。 ガラス内の実際の経路長 (L) は、減少した距離を得るためにnで割られる。 これは通常、プリズムを通る空間等価経路長を決定するためにプリズムトンネル図で行われます (図3)。