[其他]棱鏡光學(xué)與光學(xué)信息處理儀器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85101872
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85101872A
• 公開（公告）日: 1986-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 有本昭;中村滋
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社日立制作所;日本工機株式會社
• 主分類號: G02B17/08
• 分類號: G02B17/08;G02B5/04;G02B27/12
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 李先春

本項發(fā)明總的關(guān)系到利用棱鏡的光學(xué)系統(tǒng)和這種光學(xué)系統(tǒng)組成的光學(xué)信息處理系統(tǒng)，更具體地說，本項發(fā)明涉及利用棱鏡的光學(xué)系統(tǒng)，它適用于變換或修正二維分布的光束之形狀，以及利用棱鏡光學(xué)系統(tǒng)組成的光學(xué)信息處理儀。

作為修正、變換光束截面形狀的光學(xué)系統(tǒng)，至今有熟知的兩類型出即：其一是利用一對圓柱形透鏡共焦安置，其光學(xué)系統(tǒng)的放大能力可以調(diào)整，這取決于圓柱透鏡的焦長比（即聯(lián)合國專門NO.4203652另一種是采用三角棱鏡的光學(xué)系統(tǒng)，由于棱鏡的折射引起光束入射角與輸出角之間的不同，基于此對光束的形狀進行變換（亦即聯(lián)合國專門NO.4333173）本項發(fā)明涉及對上述后一類型光學(xué)系統(tǒng)的改進。

圖1所示是光束經(jīng)三角棱鏡折射的情況、其中光束是從三角棱鏡的一面沿著斜方向射入的，由圖可見，空氣與媒質(zhì)之間邊界上的入射角與輸出角分別由θ₁與θ₂來表示：

由斯?fàn)柖芍铝嘘P(guān)系成立：

Sinθ₁＝n·Sinθ₂……（1）

其中n表示媒質(zhì)或組成三角棱鏡之材料的折射率。

進而，由折射產(chǎn)生的光束直徑的放大比由

M＝ (D₂)/(D₁) ＝ (Cosθ₂)/(Cosθ₁) ……（2）

給出。此處D₁與D₂分別表示射入光束與出射光束的直徑。利用上述關(guān)系可以實現(xiàn)光束形狀的放大與轉(zhuǎn)換。與棱鏡傾斜面相對的另一面，光束是沿垂直方向入射與出射的，如圖1所見，所以在傾斜面產(chǎn)生的光束直徑放大比在這一面不改變，如上所述，當(dāng)光束沿輸出面法線方向離開棱鏡時，下述一些量存在關(guān)系如下：

θ₁-入射角;ψ-頂角;n-折射系數(shù);

M-光束直徑的放大比，假設(shè)M≥1，則有

Sin φ = M 2-1M 2n 2- 1…………(3)]]>

Cos φ 1=M 2-1M 2n 2- 1…………(4)]]>

關(guān)于此，要注意的是，當(dāng)光束直徑的放大比M過大（亦即大，等于3時）在入射面處棱鏡的反射系數(shù)變成太大而失去實用價值，為得以實現(xiàn)大的光束直徑放大比，同時又避免發(fā)生上述問題，我們建議用折射率相同的材料組成多棱鏡的棱鏡系統(tǒng)，圖2的例子表示采用一對棱鏡1與2構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)。

光束的波長保持常數(shù)時，上述關(guān)系式不變。然而，當(dāng)波長變化時，組成三棱鏡介質(zhì)的反射系數(shù)承受變化，使光束的輸出角產(chǎn)生相應(yīng)的變化，繼而對光學(xué)系統(tǒng)儀器與裝置施加顯著影響，造成很大的缺陷。光束波長的變化與改變是由下述多種因素造成的，諸如光源發(fā)射的光波長的彌散，例如半導(dǎo)體革塞光、環(huán)境濕度的變化，光輸出能量的變化等等。

鑒于上述狀態(tài)，本發(fā)明的目的是提供一種棱鏡的光學(xué)系統(tǒng)以及光學(xué)信息處理儀器，使得這種光學(xué)系統(tǒng)克服上述存在的問題與缺陷，它在幾何光學(xué)性質(zhì)方面不會承受變化，它不依賴入射光束的波長變化。