Двупреломляющая призма

 

Изобретение относится к области оптических поляризующих элементов, характеризующихся большим углом разведения между обыкновенными и необыкновенными лучами. Двупреломляющая призма вьшолнена в виде параллелепипеда и содержит две идентичные склеенные между собой прямые треугольные призмы 1 и 2 из одноосного кристалла, причем направление оптической оси в призме 1 перпендикулярно ее основаниям , а в призме 2 - параллельно основаниям . При этом основания призм 1 и 2 вьшолнены в виде равнобедренных треугольников, а сами призмы склеены гранями 3, проходящими через равные боковые стороны этих треугольников. Благодаря такой конструкции устройства обыкновенный и необыкновенный лучи пространственно разделяются уже j в первой призме 1. Призма 2 делает угол разведения q еще больше. 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1

gg1> 4 С 02 В 5/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4176729/24-10 (22) 05.01,87 (46) 23. 10.88. Бюл. № 39 (71) Горьковский государственный университет им. Н.ИеЛобачевского (72) А.П.Савикин (53) 535.824.4(088.8) (56) Шерклифф У. Поляризованный свет.

N.: Мир, 1971, с, 97 98, рис, 22.

Там же, рис. 21. (54) ДВУПРЕЛОКИКМЦАЯ ПРИЗМА (57) Изобретение относится к области оптических поляризующих элементов, характеризующихся большим углом разведения между обыкновенными и необыкновенными лучами. Двупреломляющая призма выполнена в виде параллелепипеда и содержит две идентичные склеенные между собой прямые треугольные призмы 1 и 2 из одноосного кристалла, причем направление оптической оси в призме 1 перпендикулярно ее основани.ям, а в призме 2 — параллельно основаниям. При этом основания призм 1 и 2 выполнены в виде равнобедренных треугольников, а сами призмы склеены гранями 3, проходящими через равные боковые стороны этих треугольников.

Благодаря такой конструкции устройства обыкновенный и необыкновенный лучи пространственно разделяются уже в первой призме 1. Призма 2 делает угол разведения q еще больше. 3 ил. ве»

1432439

Изобретение относится к оптическим поляриэующим элементам, служащим для управления лазерным лучом, формирования интерференционных растров 5 используемых в системах наведений, оптических спектрометрах и т.д.

Цель изобретения — увеличение угла разведения между обыкновенным и необыкновенным лучами.

На фиг. 1 показана конструкция призмы; на-фиг. 2 и 3 — схема хода

;ëó÷åé в призме каждого из двупрелом, ленных лучей соответственно.

Двупреломляющая призма выполнена 15, в виде параллелепипеда и содержит

; две идентичные склеенные между собой

: прямые треугольные призмы 1 и 2 из

1 одноосного кристалла, причем направ,:ление оптической оси в призме 1 пер- 20, пендикулярно ее основаниям (на фиг.1, показано точкамн), а в призме 2 — параллельно основаниям (на фиг. 1 по, казано сплошными линиями), При этом . основания призм 1 и 2 выполнены в 25 виде равнобедренных треугольников,, a сами призмы склеены гранями 3, про, ходящими через равные боковые сторо, :ны этих треугольников.

Призму используют следующим обра- 30 . зом.

Пучок излучения падает на входную грань 4 двупреломляющей призмы под, углом P, = 1/2 о параллельно основаниям 5 и 6 равнобедренных треугольни-35 ков, лежащих в основаниях призм 1 и

2, где б — угол между входной 4 (выходной 7) гранями и гранями 3 склейки. Вследствие двупреломления в призме 1 луч распадается на два — 40

,обыкновенный и необыкновенный. В лу че 8 вектор электрического поля колеблется в плоскости, перпендикулярной оптической оси, т.е. луч 8 в призме

1 является обыкновенным, поэтому угол 45 преломления Р2 согласно закону Снелиуса равен 2

81П Р асс 8 1п

50 где и — обыкновенный показатель прею ломления материала призм

1и2, Угол f3 падения луча 8 на грань

3 склейки призм 1 и 2 равен б — p» . В призме 2 луч 8 становится необыкновенным, поскольку плоскость колебаний вектора электрического поля совпадает с направлением onтической оси. Показатель преломления необыкновенного луча зависит от угла, под которым луч распространяется относительно оптической оси, поэтому получить точное аналитическое выражение для нахождения угла преломления (5 луча 8 в призме 2 затруднительно.

Однако приблизительно можно считать

/3„= arc sin(— s in () . пе

Угол падения луча 8 на выходную грань

7 призмы равен 5 РФ

Угол преломления луча 8 на выходной грани 7 призмы равен

P6 ==arcs in(n z 8 in (5)

В луче 9 плоскость колебания вектора электрического поля совпадает с направлением оптической оси, т,е. луч 9 в призме 1 является необыкновенным. Поскольку направление распространения луча 9 в призме 1 всегда параллельно направлению оптической оси, то показатель преломления для него равен п . Угол преломления находят,с помощью выражения

1=

sin Pl

= arcsin — — — —

2 и е

Угол Р> падения на грань 3 склейки равен = oL — P

В призме 2 плоскость колебаний вектора электрического поля в луче 9 перпендикулярна направлению оптичес1 кой оси поэтому луч становится обыкt

f новенным, а угол равен

1=

° пе ° д

= arcsin — sin 8

Угол Pz падения луча 9 на выходную грань 7 призмы равен

15 1 Ф а угол преломления на этой грани б

I I б 0 Р5

В результате угол q между лучами 8 и 9 после прохождения двупреломляющей призмы равен

Pб Р6

Из фиг. 1 видно: если угол преломления луча 8 в призме 2 равен б /2, что соответствует полному внутреннему*отражению, то луч 8 выходит не через выходную грань 7, а через основание 5 призмы 1, т,е. двупреломляю1432439 о щая призма пРевращается в поляриз - а 42,5 а1

49 (ф 35 ходит только один линейно-поляризо" ванньй луч 9), % 25

Иэ условия полного внутреннего

5 &ь 45 отрешения луча 8 на гранях 3 склейки Таким образом, угол разведения призм 1 и 2 р = и/2 можно найти при 4 30 — (2-3) с Учетом ошибки бликенное значение для максимальной 4 6 величины угла о6 при вершине призм

1и2,, Риг.3

arcs in пе а пе е ма в с

l - 1/2 и

Проводят расчет двупреломляющей призмы, изготовленной из полевого шпата, с углом при вершине о = 60

У

n 1,66; и = 1,48 для видимого диапазона электромагнитного излучения (длина волны = 0,6 мкм).

Воспользовавшись указанными зависимостями, получают следующие значения для углов лучей 8 и 9, град:

Луч 8 Луч 9

,= 30 P = 30

Р 17,5 Р, = 20

Формула изобретения

Двупреломлякицая призма, выполненная в виде параллелепипеда и содерша" щая две идентичные склеенные мещду собой прямые треугольные призмы as одноосного кристалла, причем направление оптической оси в одной призме перпендикулярно ее основаниям, а в другой — параллельно основаниям, о т20 л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения угла разведения мешду обыкновенньи и необыкновенньи лучами основания призм выполнены в виде рав25 нобедренных треугольников а сами

Э призмы склеены гранями, проходящими через равные боковые стороны зтнх треугольников.