Крышеобразная призма
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( декабрь 2009 г. ) |
Призма крыши , также называемая призмой Дахкантена или призмой Даха (от немецкого : Dachkante , букв. «край крыши»), представляет собой отражающую призму, содержащую секцию, в которой две грани встречаются под углом 90 ° , напоминающую крышу здания и отсюда и название. Отражение от двух граней, расположенных под углом 90°, возвращает изображение, перевернутое поперек оси, где грани встречаются.
Характерной особенностью призмы крыши является то, что луч разделен пополам, при этом одна половина луча попадает сначала на одну грань, затем на другую грань, а для другой половины балки она перевернута. Поэтому призму крыши можно использовать только на некотором расстоянии от фокальных плоскостей, иначе «край» крыши будет вносить небольшие искажения. Кроме того, угол между двумя гранями должен быть очень близок к 90°, иначе качество изображения может ухудшиться.
Самая простая призма крыши - это призма крыши Амичи , а другими распространенными конструкциями призмы крыши являются призма Аббе-Кёнига , призма Шмидта-Пехана и, вероятно, самая известная из них - пентапризма крыши (на фото справа).
Призма Порро является не призмой крыши, вопреки распространенному мнению, поскольку две грани призмы Порро, расположенные под углом 90 °, обычно не встречаются и, следовательно, не образуют край крыши.
Фазовая коррекция
[ редактировать ] | Вы можете помочь дополнить эту статью текстом, переведенным из соответствующей статьи на немецком языке . (сентябрь 2022 г.) Нажмите [показать], чтобы просмотреть важные инструкции по переводу. |
Множественные внутренние отражения вызывают зависящую от поляризации задержку фазы проходящего света, аналогично ромбу Френеля . Это необходимо подавить с помощью многослойных фазокорректирующих покрытий, нанесенных на одну из поверхностей крыши, чтобы избежать нежелательных интерференционных эффектов и потери контрастности изображения. Диэлектрические покрытия призм с фазовой коррекцией наносятся в вакуумной камере с, возможно, тридцатью или более различными наложенными слоями покрытия из паровой фазы, что делает этот производственный процесс сложным.
В руф-призме без фазокорректирующего покрытия свет s-поляризации и p-поляризации приобретает разную геометрическую фазу при прохождении через верхнюю призму. Когда два поляризованных компонента рекомбинируются, интерференция между s-поляризованным и p-поляризованным светом приводит к различному распределению интенсивности перпендикулярно краю крыши по сравнению с распределением вдоль края крыши. Этот эффект снижает контрастность и разрешение изображения, перпендикулярного краю крыши, создавая изображение худшего качества по сравнению с изображением, полученным с помощью системы установки призмы Порро . Этот эффект дифракции на краю крыши также можно рассматривать как дифракционный пик, перпендикулярный краю крыши, создаваемый яркими точками на изображении. В технической оптике такая фаза также известна как фаза Панчаратнама . [1] а в квантовой физике эквивалентное явление известно как фаза Берри . [2]
Этот эффект можно увидеть в удлинении диска Эйри в направлении, перпендикулярном гребню крыши, поскольку это дифракция от разрыва на гребне крыши.
Нежелательные интерференционные эффекты подавляются путем нанесения из паровой фазы специального диэлектрического покрытия, известного как фазокомпенсирующее покрытие, на сводовые поверхности сводовой призмы. Это фазокорректирующее покрытие или P-покрытие на поверхностях крыши было разработано в 1988 году Адольфом Вейраухом в Carl Zeiss. [3] Вскоре за ними последовали и другие производители, и с тех пор покрытия с фазовой коррекцией повсеместно используются в биноклях с руф-призмами среднего и высокого качества. Это покрытие корректирует разницу в геометрической фазе между s- и p-поляризованным светом, поэтому оба имеют фактически одинаковый фазовый сдвиг, предотвращая помехи, ухудшающие изображение. [4]
С технической точки зрения слой фазокорректирующего покрытия корректирует не фактический фазовый сдвиг, а скорее частичную поляризацию света, возникающую в результате полного отражения. Такую поправку всегда можно сделать только для выбранной длины волны и для определенного угла падения ; однако можно приблизительно скорректировать руф-призму для полихроматического света, наложив несколько слоев. [5] Таким образом, с 1990-х годов бинокли с руф-призмами также достигли значений разрешения, которые ранее были достижимы только с помощью призм Порро. [6] Наличие фазокорректирующего покрытия можно проверить в неоткрытый бинокль с помощью двух поляризационных фильтров. [3]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Шиварамакришнан Панчаратнам: Обобщенная теория интерференции и ее приложения. Часть I. Связные карандаши. В: Труды Индийской академии наук, Раздел A. Группа 44. Индийская академия наук, 1956, S. 247–262, doi: 10.1007/BF03046050.
- ^ М. В. Берри: Адиабатическая фаза и фаза Панчаратнама для поляризованного света. В: Журнал современной оптики. Группа 34, №. 11, 1987, с. 1401–1407, doi:10.1080/09500348714551321
- ^ Jump up to: а б А. Вейраух, Б. Дербанд: P-покрытие: улучшенное изображение в биноклях благодаря призмам крыши с фазовой коррекцией. В: Deutsche Optikerzeitung. № 4, 1988.
- ^ «Почему лучший бинокль с крышей-призмой нуждается в фазокорректирующем покрытии?» . 24 июля 2006 г. Архивировано из оригинала 23 мая 2022 г. Проверено 20 мая 2022 г.
- ^ Пол Маурер: Фазовая компенсация полного внутреннего отражения. В: Журнал Оптического общества Америки. Группа 56, №. 9, 1 сентября 1966 г., стр. 1219–1221, doi:10.1364/JOSA.56.001219.
- ^ Конрад Зейл: Прогресс в конструкции биноклей. В: Труды SPIE. Лента 1533, 1991, с. 48–60, doi:10.1117/12.48843