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Tipi e applicazioni dei prismi ottici

I prismi ottici sono componenti ottici poliedrici realizzati con materiali trasparenti (come vetro, cristallo, ecc.) che alterano la direzione di propagazione, lo stato di polarizzazione,o composizione spettrale della luce attraverso la rifrazioneDi seguito sono riportati i tipi comuni di prismi ottici e le loro applicazioni.

I. Tipi di prismi e applicazioni classificati per funzione

1.Prismi dispersivi
Principio:Utilizzare la differenza di indici di rifrazione per diverse lunghezze d'onda per separare la luce policromatica in luce monocromatica (fenomeno di dispersione).

Tipi comuni:

Prisma triangolare: Il prisma dispersivo più elementare con sezione triangolare.

Prisma Amici: composto da più prismi realizzati con materiali diversi per eliminare parzialmente l'aberrazione cromatica.

Applicazioni:

Strumenti di analisi spettrale (es. spettrophotometri, spettrometri) per la rilevazione della composizione dei materiali.

Spettometri a prisma per l'analisi della composizione chimica dei corpi celesti nelle osservazioni astronomiche.

Dimostrazione dei fenomeni di dispersione della luce in esperimenti didattici.

2- Prismi riflettenti.
Principio:Cambiare la direzione di propagazione della luce attraverso la riflessione interna totale o la riflessione speculare, spesso sostituendo gli specchi piani per ridurre la perdita di riflessione e migliorare la stabilità.

Tipi e applicazioni comuni:

  Prisma della colomba:Assomiglia a un prisma troncato ad angolo retto. La luce che lo attraversa ruota di 180° attorno all'asse ottico; ruotando il prisma cambia l'orientamento dell'immagine.Dispositivi di rotazione dell'immagine nei microscopi, correzione delle immagini nella fotografia aerea.

  Pentaprisma:Dispone di una sezione pentagonale, deviando la luce con un angolo preciso di 90°, non influenzata da piccole variazioni dell'angolo di incidenza.scopi di avvistamento, garantendo una stabilità del percorso ottico.

  Prisma del tetto:Incorpora una struttura di "tetto" sul bordo rettangolare di un prisma rettangolare, piegando il percorso ottico e correggendo l'inversione di immagine sinistra-destra.Biocircoli a prisma di Porro), riducendo le dimensioni del dispositivo.

  Prisma ad angolo retto:Dispone di una sezione rettangolare, che può deviare la luce di 90° o 180° o ottenere un'inversione di immagine.sistemi di riflessione nei telemetri laser.

3.Prismi polarizzanti
Principio:Utilizzare la proprietà di birefringenza dei cristalli per dividere la luce naturale in due fasci di luce polarizzata reciprocamente perpendicolari, quindi assorbire o separare un fascio.

Tipi e applicazioni comuni:

Prisma di Glan-Taylor:Un prisma polarizzante ad alta trasmissione, adatto alle lunghezze d'onda ultraviolette e infrarosse.regolazione dello stato di polarizzazione nelle comunicazioni ottiche.

Nicol Prism:Prodotto tagliando e cementando cristalli di calcite, capace di produrre luce polarizzata linearmente.microscopi polarizzanti per l'osservazione di materiali bifrangenti (e.per esempio, cristalli, fibre).

4.Prismi di deflessione
Principio:Utilizzare superfici rifrangenti con angoli specifici per deviare la luce con un angolo prestabilito (diverso da angoli speciali come 90° o 180°).

Tipi comuni:

  Prisma a cuneo:Ha una sezione trasversale a cuneo. Un singolo prisma provoca una leggera deviazione; una coppia può essere utilizzata per regolare l'angolo di deflessione.

Prisma romboide:Può spostare lateralmente un fascio luminoso senza cambiare la sua direzione, utilizzato per regolare la posizione del percorso ottico.

Applicazioni:

Regolazione dei percorsi del fascio nelle macchine di marcatura e saldatura laser.

Calibrazione del sistema ottico, per compensare gli spostamenti del percorso ottico.

II. Prismi speciali classificati per forma

1- Prisma equilaterale:La sezione trasversale è un triangolo equilaterale, comunemente utilizzato negli esperimenti di dispersione e nell'analisi spettrale.

2. Prisma a cubo d'angolo (retroreflettore): composto da tre superfici riflettenti reciprocamente perpendicolari, che riflettono la luce incidente lungo il suo percorso originario, indipendentemente dall'angolo di incidenza.

Applicazioni:Laser ranging (ad esempio, Lunar Laser Ranging esperimento), marcatori stradali riflettenti, sistemi di tracciamento ottico.

III. Campo di applicazione completo dei prismi

1.Strumenti ottici:Microscopi, telescopi, telecamere, proiettori, ecc., per la riorientazione del percorso ottico e la correzione delle immagini.

2Tecnologia laser:Lidar, comunicazioni laser, attrezzature di elaborazione laser, per il controllo della direzione del fascio e dello stato di polarizzazione.

3- Stagno e navigazione:Stazioni totali, giroscopi, sistemi di posizionamento satellitare, stabilizzazione dei percorsi ottici per garantire la precisione delle misurazioni.

4Analisi spettrale:Monitoraggio ambientale, scienza dei materiali, biomedicina, analisi della composizione dei materiali attraverso le proprietà di dispersione.

5.Vita quotidiana:Occhiali da sole polarizzati (utilizzando prismi polarizzanti per filtrare l'abbagliamento), etichette anti-falsificazione (utilizzando le proprietà di riflessione della luce dei prismi).

La varietà di prismi ottici è ampia, con diverse funzioni.Dall'insegnamento di base alle tecnologie aerospaziali avanzate, i prismi sono componenti ottici indispensabili la cui progettazione e applicazione influenzano direttamente le prestazioni dei sistemi ottici.