definición:
Un dispositivo óptico transparente que puede refractar o reflejar la luz.
Un prisma óptico es un dispositivo transparente en el que la luz puede propagarse, típicamente hecho de vidrio. Debido al hecho de que las caras extremas no son paralelas entre sí, se produce la refracción (la dirección del haz cambia), y debido a la dispersión del material, la refracción suele depender de la longitud de onda.
Sin embargo, a veces se requiere una reflexión total, y a veces la dirección del haz de salida es independiente de la longitud de onda.
La luz reflejada en la superficie del prisma debe eliminarse. Cuando la luz está polarizada en P y el ángulo incidente es el ángulo de Brewster, la luz reflejada puede suprimirse. A veces también se utilizan recubrimientos antirreflectantes para eliminar la luz reflejada.
Los prismas son necesarios en muchos aspectos de la óptica; A continuación proporcionaremos algunos ejemplos.
Prisma dispersivo
Cuando un haz láser se propaga en un prisma, las dos caras extremas del prisma no son paralelas, por lo que el haz se desviará, y el ángulo de desviación está relacionado con el índice de refracción. Debido a la dispersión de materiales, el ángulo de deflexión también depende de la longitud de onda. Se trata de un prisma dispersivo, utilizado para los siguientes fines:
Figura 1: Los prismas separan diferentes componentes de longitud de onda en el espacio mientras introducen cambios de fase y dispersión dependientes de la longitud de onda.
Normalmente, no es deseable cambiar el tamaño del haz. Es fácil disponer prismas en una estructura simétrica, y el ángulo de deflexión se minimiza en este momento.
Por ejemplo, usando vidrio de sílice de alta dispersión SF10 para hacer un prisma, es muy adecuado hacer el prisma en un triángulo equilateral porque el ángulo de incidente y el ángulo de salida son aproximadamente simétricos, con un ángulo cercano al ángulo de Brewster de aproximadamente 60.°.
Prisma retroreflector
Figura 2: Prisma retroreflectante. Incluso si el prisma está ligeramente inclinado, la dirección de la luz reflejada permanece inalterada.
Un prisma en ángulo recto puede usarse como retroreflector, que utiliza la reflexión total en dos posiciones (Figura 2). Si el ángulo entre dos superficies reflectantes es 90°El haz reflejado resultante es paralelo al haz incidente, incluso si el prisma está ligeramente inclinado. Sólo el desplazamiento del haz cambiará.
Si el espejo está inclinado, el ángulo en el que cambia la dirección del haz es el doble del ángulo de inclinación. El prisma retroreflector es fácil de disponer porque su orientación específica no está estrechamente relacionada.
En esta estructura, la refracción en la interfaz incidente/salida es dependiente de la longitud de onda y no tiene un impacto, ya que el haz es casi perpendicular a la superficie.
Prisma distorsionado
Figura 3: Prisma de distorsión. El haz saliente es mucho más estrecho que el haz entrante.
El prisma de distorsión puede cambiar el tamaño del haz en una dirección. En este punto, hay una diferencia significativa en el ángulo entre la luz incidente y la superficie correspondiente, por ejemplo, en la figura 3, el haz incidente es perpendicular a la superficie.
En este punto, el tamaño del haz solo cambia en una dirección, lo que es causado por la estructura en lugar de enfocar u otros mecanismos.
Debido a que al menos un haz está lejos del ángulo de Brewster, a menudo es necesario usar recubrimientos antirreflectantes para eliminar los reflejos.
Si no es necesario cambiar la dirección del haz, se puede usar un par de prismas para obtener un haz con solo desviación horizontal.
La aplicación típica de un prisma distorsionado es hacer que el haz de salida de un diodo láser sea simétrico. Los prismas de distorsión suelen usarse para mantener la dirección del haz sin cambios.
Prisma compuesto
Un prisma compuesto se obtiene combinando dos o más prismas de diferentes materiales juntos. Por ejemplo, un prisma tiene un ángulo de desplazamiento total de 0 causado por la refracción de la superficie interna, pero el desplazamiento del haz depende de la longitud de onda. Esto se puede utilizar en espectrómetros de baja resolución.
Polarizador de prisma
Los polarizadores se obtienen típicamente a partir de prismas, tales como prismas de Glan Taylor y prismas de Wollaston. Consulte el polarizador para más detalles.
Un dispositivo óptico transparente que puede refractar o reflejar la luz.
Un prisma óptico es un dispositivo transparente en el que la luz puede propagarse, típicamente hecho de vidrio. Debido al hecho de que las caras extremas no son paralelas entre sí, se produce la refracción (la dirección del haz cambia), y debido a la dispersión del material, la refracción suele depender de la longitud de onda.
Sin embargo, a veces se requiere una reflexión total, y a veces la dirección del haz de salida es independiente de la longitud de onda.
La luz reflejada en la superficie del prisma debe eliminarse. Cuando la luz está polarizada en P y el ángulo incidente es el ángulo de Brewster, la luz reflejada puede suprimirse. A veces también se utilizan recubrimientos antirreflectantes para eliminar la luz reflejada.
Los prismas son necesarios en muchos aspectos de la óptica; A continuación proporcionaremos algunos ejemplos.
Prisma dispersivo
Cuando un haz láser se propaga en un prisma, las dos caras extremas del prisma no son paralelas, por lo que el haz se desviará, y el ángulo de desviación está relacionado con el índice de refracción. Debido a la dispersión de materiales, el ángulo de deflexión también depende de la longitud de onda. Se trata de un prisma dispersivo, utilizado para los siguientes fines:
- Es posible separar los componentes con diferencias significativas de longitud de onda en el haz de luz. Por ejemplo, un haz duplicado de frecuencia puede separarse de la luz fundamental. También se puede usar en espectrómetros, pero la resolución de longitud de onda es menor porque la dispersión angular es relativamente pequeña.
- De manera similar, se pueden combinar dos longitudes de onda diferentes de luz en un haz (véase técnica de formación de haz espectral). Si las dos longitudes de onda son cercanas, el uso de una rejilla de difracción es más adecuado porque la rejilla tiene una resolución de dispersión angular más alta.
- La lente dentro de la cavidad láser se puede usar para el ajuste de la longitud de onda.
- Los prismas de dispersión no solo generan dispersión de materiales prismáticos, sino que también toda la trayectoria del dispositivo depende de la longitud de onda (como se muestra en la Figura 1).
- Este método puede usarse para la compensación de dispersión en láseres bloqueados en modo. Incluso si la dispersión del prisma es una dispersión normal, todavía se puede obtener una dispersión anómala.
Normalmente, no es deseable cambiar el tamaño del haz. Es fácil disponer prismas en una estructura simétrica, y el ángulo de deflexión se minimiza en este momento.
Por ejemplo, usando vidrio de sílice de alta dispersión SF10 para hacer un prisma, es muy adecuado hacer el prisma en un triángulo equilateral porque el ángulo de incidente y el ángulo de salida son aproximadamente simétricos, con un ángulo cercano al ángulo de Brewster de aproximadamente 60.°.
Prisma retroreflector
Un prisma en ángulo recto puede usarse como retroreflector, que utiliza la reflexión total en dos posiciones (Figura 2). Si el ángulo entre dos superficies reflectantes es 90°El haz reflejado resultante es paralelo al haz incidente, incluso si el prisma está ligeramente inclinado. Sólo el desplazamiento del haz cambiará.
Si el espejo está inclinado, el ángulo en el que cambia la dirección del haz es el doble del ángulo de inclinación. El prisma retroreflector es fácil de disponer porque su orientación específica no está estrechamente relacionada.
En esta estructura, la refracción en la interfaz incidente/salida es dependiente de la longitud de onda y no tiene un impacto, ya que el haz es casi perpendicular a la superficie.
Prisma distorsionado
El prisma de distorsión puede cambiar el tamaño del haz en una dirección. En este punto, hay una diferencia significativa en el ángulo entre la luz incidente y la superficie correspondiente, por ejemplo, en la figura 3, el haz incidente es perpendicular a la superficie.
En este punto, el tamaño del haz solo cambia en una dirección, lo que es causado por la estructura en lugar de enfocar u otros mecanismos.
Debido a que al menos un haz está lejos del ángulo de Brewster, a menudo es necesario usar recubrimientos antirreflectantes para eliminar los reflejos.
Si no es necesario cambiar la dirección del haz, se puede usar un par de prismas para obtener un haz con solo desviación horizontal.
La aplicación típica de un prisma distorsionado es hacer que el haz de salida de un diodo láser sea simétrico. Los prismas de distorsión suelen usarse para mantener la dirección del haz sin cambios.
Prisma compuesto
Un prisma compuesto se obtiene combinando dos o más prismas de diferentes materiales juntos. Por ejemplo, un prisma tiene un ángulo de desplazamiento total de 0 causado por la refracción de la superficie interna, pero el desplazamiento del haz depende de la longitud de onda. Esto se puede utilizar en espectrómetros de baja resolución.
Polarizador de prisma
Los polarizadores se obtienen típicamente a partir de prismas, tales como prismas de Glan Taylor y prismas de Wollaston. Consulte el polarizador para más detalles.
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