광학 프리즘의 종류와 용도
광학 프리즘은 굴절, 반사 또는 분산을 통해 빛의 전파 방향, 편광 상태 또는 스펙트럼 구성을 변경하는 투명한 재료(예: 유리, 크리스탈 등)로 만들어진 다면체 광학 구성 요소입니다. 다음은 일반적인 유형의 광학 프리즘과 그 용도입니다.
I. 기능에 따른 프리즘 종류 및 용도
1.분산 프리즘
원칙:파장별 굴절률의 차이를 활용하여 다색광을 단색광으로 분리(분산현상)합니다.
일반적인 유형:
삼각 프리즘(Triangular Prism): 단면이 삼각형인 가장 기본적인 분산 프리즘입니다.
Amici Prism: 색수차를 부분적으로 제거하기 위해 다양한 재료로 만든 다중 프리즘으로 구성됩니다.
신청:
물질 구성 탐지를 위한 스펙트럼 분석 장비(예: 분광 광도계, 분광계).
천문 관측에서 천체의 화학적 구성을 분석하기 위한 프리즘 분광계입니다.
교육 실험에서 광 분산 현상을 보여줍니다.
2. 반사 프리즘
원칙:전반사 또는 거울 반사를 통해 빛의 진행 방향을 변경하며, 반사 손실을 줄이고 안정성을 높이기 위해 평면 거울을 교체하는 경우도 많습니다.
일반적인 유형 및 응용 프로그램:
비둘기 프리즘:잘린 직각 프리즘과 유사합니다. 이를 통과하는 빛은 광축을 중심으로 180° 회전합니다. 프리즘을 회전시키면 이미지 방향이 변경됩니다. 응용 분야: 현미경의 이미지 회전 장치, 항공 사진의 이미지 보정.
펜타프리즘:오각형 단면이 특징이며 입사각의 사소한 변화에 영향을 받지 않고 정확한 90° 각도로 빛을 편향시킵니다. 응용 분야: 측량 장비(예: 토탈 스테이션), 조준경, 안정적인 광 경로 방향 전환 보장.
지붕 프리즘:직각 프리즘의 직각 가장자리에 "지붕" 구조를 통합하여 광학 경로를 접고 좌우 이미지 반전을 수정합니다. 응용 분야: 장치 크기를 줄이는 소형 쌍안경(예: 포로 프리즘 쌍안경).
직각 프리즘:직각 삼각형 단면이 특징이며 빛을 90° 또는 180° 편향하거나 이미지 반전을 달성합니다. 응용 분야: 카메라 뷰파인더, 잠망경, 망원경의 광경로 방향 전환, 레이저 거리 측정기의 반사 시스템.
3. 편광 프리즘
원칙:결정의 복굴절 특성을 활용하여 자연광을 서로 직교하는 두 개의 편광 광선으로 분할한 다음 하나의 광선을 흡수하거나 분리합니다.
일반적인 유형 및 응용 프로그램:
글랜-테일러 프리즘:투과율이 높은 편광 프리즘으로 자외선~적외선 파장에 적합합니다. 응용 분야: 레이저 시스템의 편광 제어, 광통신의 편광 상태 조정.
니콜 프리즘:방해석 결정을 절단하고 접합하여 만들어지며 선형 편광을 생성할 수 있습니다. 응용 분야: 편광 실험, 복굴절 물질(예: 결정, 섬유) 관찰을 위한 편광 현미경.
4. 편향 프리즘
원칙:특정 각도의 굴절 표면을 사용하여 미리 설정된 각도(90° 또는 180°와 같은 특수 각도 제외)로 빛을 편향시킵니다.
일반적인 유형:
웨지 프리즘:쐐기 모양의 단면을 가지고 있습니다. 단일 프리즘은 약간의 편향을 유발합니다. 한 쌍을 사용하여 편향 각도를 조정할 수 있습니다.
장방형 프리즘:방향을 바꾸지 않고 광선을 측면으로 변위시킬 수 있으며 광로 위치를 조정하는 데 사용됩니다.
신청:
레이저 마킹 및 용접 기계의 빔 경로 조정.
광학 시스템 교정, 광학 경로 오프셋 보상.
II. 모양에 따라 분류되는 특수 프리즘
1.등변 프리즘:단면은 분산 실험 및 스펙트럼 분석에 일반적으로 사용되는 정삼각형입니다.
2.코너 큐브 프리즘(반사경): 서로 수직인 3개의 반사면으로 구성됩니다. 입사각에 관계없이 입사광을 원래 경로를 따라 다시 반사합니다.
신청:레이저 거리 측정(예: 달 레이저 거리 측정 실험), 반사 도로 표시, 광학 추적 시스템.
III. 프리즘의 포괄적인 응용 분야
1. 광학 기기:광학 경로 방향 전환 및 이미지 보정을 위한 현미경, 망원경, 카메라, 프로젝터 등.
2. 레이저 기술:광선 방향 및 편광 상태를 제어하기 위한 LiDAR, 레이저 통신, 레이저 가공 장비.
3.측량 및 탐색:토탈 스테이션, 자이로스코프, 위성 포지셔닝 시스템, 광학 경로 안정화를 통해 측정 정확도를 보장합니다.
4. 스펙트럼 분석:환경 모니터링, 재료 과학, 생물 의학, 분산 특성을 통한 재료 구성 분석.
5.일상 생활:편광 선글라스(편광 프리즘을 사용하여 눈부심을 필터링), 위조 방지 라벨(프리즘의 빛 반사 특성 활용).
다양한 기능을 갖춘 광학 프리즘의 종류가 광범위합니다. 이들의 핵심 목적은 빛의 굴절, 반사 또는 편광 특성을 통해 광학 경로 제어를 달성하는 것입니다. 기본적인 교육 실험부터 고급 항공우주 기술까지 프리즘은 설계와 응용이 광학 시스템의 성능에 직접적인 영향을 미치는 필수적인 광학 부품입니다.
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