CN205941958U - 位移棱镜组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种位移棱镜组件，其包括：第一棱镜、第二棱镜、以及第三棱镜，其中，所述第一棱镜包括：第一第一入射面、第一第二入射面、与该第一第一入射面呈α角连接的第一第一折射面、以及与该第一第二入射面呈α角连接的第一第二折射面；所述第二棱镜包括固定连接在所述第一第一折射面上且与该第一第一折射面重合的第二折射面；所述第三棱镜包括固定连接在所述第一第二折射面上且与该第一第二折射面重合的第三折射面；其中，该第一第一折射面和第一第二折射面相对设置，α角为锐角。本实用新型在保证水平方向或者垂直方向传输的光都能够产生位移，其方便装配，不受环境影响，光线在结合面之间存在受抑全反射，使光路很容易产生位移。
Description
技术领域
本实用新型属于光学镜片的技术领域，尤其涉及一种位移棱镜组件。
背景技术
棱镜，一种由两两相交但彼此均不平行的平面围成的透明物体，用以分光或使光束发生色散。在光路传输中，经常会用到位移棱镜，图1和图2所示为现有位移棱镜的结构示意图，位移棱镜10包括垂直于光轴的前折射面11、与该前折射面11交叉呈45°的顶反射面12、与该前折射面11相对设置的后折射面13、与该顶反射面12相对设置的下反射面14、位于前折射面11和后折射面13之间的左侧面15、以及与该左侧面15相对设置的右侧面16；其中，前折射面11和后折射面13均镀有光学薄膜。
光线从垂直前折射面11入射至前折射面11，经前折射面11折射至顶反射面12，经顶反射面12发生90°反射至下反射面14，再经下反射面14发生90°反射至后折射面13，最后经后折射面13垂直射出光线，光线的路径为ABCD。
本位移棱镜10为二次反射棱镜的斜方棱镜，即位移棱镜，其优点是结构简单，采用切割面固定，可使水平方向的传输的光路产生位移。但这种位移棱镜在使垂直方向传输的光产生位移时，棱镜的固定要复杂很多。并且该棱镜受环境的影响比较大，通常用于密封环境中，原因是空气中的水汽附着在棱镜斜面上时，容易破坏全反射面的受抑全反射，引起该位移棱镜性能的降低，甚至失效。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种在保证水平方向或者垂直方向传输的光都能够产生位移、方便装配的位移棱镜组件。
本实用新型提供一种位移棱镜组件，其包括：第一棱镜、第二棱镜、以及第三棱镜，其中，所述第一棱镜包括：供光线入射的第一第一入射面、与该第一第一入射面相对设置且供光线射出的第一第二入射面、与该第一第一入射面呈α角连接且对入射光线进行全反射的第一第一折射面、以及与该第一第二入射面呈α角连接且对入射光线进行全反射的第一第二折射面；所述第二棱镜包括固定连接在所述第一第一折射面上且与该第一 第一折射面重合的第二折射面；所述第三棱镜包括固定连接在所述第一第二折射面上且与该第一第二折射面重合的第三折射面；其中，该第一第一折射面和第一第二折射面相对设置，α角为锐角。
优选地，所述第一第一入射面与第一第二折射面连接、且连接处的角度为α+90角；所述第一第二入射面与第一第一折射面连接、且连接处的角度为α+90角。
优选地，所述第一第一入射面和第一第二折射面的表面均镀有光学薄膜。
优选地，所述第二棱镜还包括：与所述第二折射面一侧呈β角连接的第二第一入射面、以及与所述第二折射面另一侧边也呈β角连接的第二第二入射面；其中，所述第二折射面、第二第一入射面、以及第一第一入射面三者之间具有相同的侧边，所述第二折射面、第二第二入射面、以及第一第二入射面三者之间具有相同的侧边，且α+β之和为90。
优选地，所述第三棱镜还包括：与所述第三折射面一侧呈β角连接的第三第一入射面、以及与所述第三折射面另一侧边也呈β角连接的第三第二入射面；其中，所述第三折射面、第三第一入射面、以及第一第一入射面三者之间具有相同的侧边，所述第三折射面、第三第二入射面、以及第一第二入射面三者之间具有相同的侧边，且α+β之和为90
优选地，所述第一棱镜为二次反射棱镜的斜方棱镜，所述第二棱镜和第三棱镜均为一次反射棱镜的等腰棱镜。
优选地，所述第二棱镜和第三棱镜的材质相同，均由硅酸盐玻璃制成；所述第一棱镜由具有高折射率的无机非金属材料制成
优选地，所述第一棱镜的第一第一折射面与所述第二棱镜的第二折射面之间采用光学胶或者光胶粘贴固定连接；所述第一棱镜的第一第一折射面与所述第三棱镜的第三折射面之间采用光学胶或者光胶粘贴固定连接。
本实用新型位移棱镜组件在保证水平方向或者垂直方向传输的光都能够产生位移，其方便装配，并且不受环境影响，光线在结合面之间存在受抑全反射，使光路很容易产生位移。
附图说明
图1为现有位移棱镜的结构示意图；
图2为光线通过图1所示位移棱镜的示意图；
图3为本实用新型位移棱镜组件的结构示意图；
图4为图3所示位移棱镜组件的第二棱镜的结构示意图；
图5为图3所示位移棱镜组件的第三棱镜的结构示意图；
图6为图3所示位移棱镜组件的第一棱镜的结构示意图；
图7为光线通过图3所示位移棱镜组件的示意图。
图号说明：
100-位移棱镜组件、1-第一棱镜、11-第一第一入射面、12-第一第一折射面、
13-第一第二入射面、14-第一第二折射面、2-第二棱镜、21-第二折射面、
22-第二第一入射面、23-第二第二入射面、3-第三棱镜、、31-第三折射面、
32-第三第一入射面、33-第三第二入射面。
具体实施方式
斜方棱镜的作用使入射光只产生位移而不改变其方向。光束在菱形棱镜里经过两次全反射，不改变传播方向。通过镀膜和胶合，可以制成分光棱镜，现时也可以制成偏振分光棱镜组。
本实用新型提供一种位移棱镜组件，请参阅图3所示，本位移棱镜组件100包括：第一棱镜1、固定连接在该第一棱镜1一端的第二棱镜2、以及固定连接在该第一棱镜1另一端的第三棱镜3，其中，该第一棱镜1为二次反射棱镜的斜方棱镜，第二棱镜2和第三棱镜3均为一次反射棱镜的等腰棱镜；第二棱镜2和第三棱镜3的材质相同，均由石英、BK7等硅酸盐玻璃)制成；所述第一棱镜由具有高折射率的无机非金属材料(如SI、Ge等)制成。第一棱镜1均与第二棱镜2和第三棱镜3之间存在较大折射率差值。
光在第一棱镜1的第一第一折射面和第二棱镜2的第二折射面发生全反射，光在第一棱镜1的第一第二折射面和第三棱镜3的第三折射面发生全反射。
请参阅图6所示，第一棱镜1包括：供光线入射的第一第一入射面11、与该第一第一入射面11相对设置且供光线射出的第一第二入射面13、与该第一第一入射面11呈α角连接且对入射光线进行全反射的第一第一折射面12、以及与该第一第二入射面13呈α角连接且对入射光线进行全反射的第一第二折射面14，该第一第一折射面12和第一第二折射面14相对设置，第一第一入射面11与第一第二折射面14连接、且连接处的角度为α+90 角；第一第二入射面13与第一第一折射面12连接、且连接处的角度为α+90角；α角为锐角；第一第一入射面11和第一第二折射面14的表面均镀有光学薄膜。
请参阅图4所示，第二棱镜2通过光学胶或者光胶粘贴固定在第一棱镜1的第一第一折射面12上。该第二棱镜2包括：固定连接在上述第一第一折射面12上且与该第一第一折射面12重合的第二折射面21、与该第二折射面21一侧呈β角连接的第二第一入射面22、以及与该与该第二折射面21另一侧边呈β角连接的第二第二入射面23；其中，该第二折射面21、第二第一入射面22、以及第一棱镜1的第一第一入射面11三者之间具有相同的侧边；该第二折射面21、第二第二入射面23、以及第一棱镜1的第一第二入射面13三者之间具有相同的侧边。
β角也为锐角，α角和β角之和为90°，即：第二棱镜2在与第一棱镜1的连接处呈直角。
请参阅图5所示，第三棱镜3与第二棱镜2的形状相同，第三棱镜3与该第二棱镜2对称固定连接该第一棱镜1相对的两个折射面上。
该第三棱镜3也通过也光学胶或者光胶粘贴固定在第一棱镜1的第一第二折射面14上，该第二棱镜2包括：固定连接在上述第一第二折射面14上且与该第一第二折射面14重合的第三折射面31、与该第三折射面31一侧呈β角连接的第三第一入射面32、以及与该与该第三折射面31另一侧边呈β角连接的第三第二入射面33；其中，该第三折射面31、第三第一入射面32、以及第一棱镜1的第一第一入射面11三者之间具有相同的侧边；该第三折射面31、第三第二入射面33、以及第一棱镜1的第一第二入射面13三者之间具有相同的侧边。
其中，第一棱镜1的第一第一折射面12与第二棱镜2的第二折射面21结合在一起，统称为第一结合面；第一棱镜1的第一第二折射面14与第三棱镜3的第三折射面31结合在一起，统称为第二结合面。
请参阅图7所示，当第一棱镜1的材料为SI，第二棱镜2和第三棱镜3的材料为BK7时，光线从第一棱镜1的第一第一入射面11入射时，光线会以45°入射角入射到第一棱镜1和第二棱镜2的第一结合面上，由于第一棱镜1和第二棱镜2之间的全反射角为25.53°，入射角大于全反射角，并且入射光是由光密介质进入光疏介质，满足全反射条件，光线在第一棱镜1和第二棱镜2之间的第一结合面产生受抑全反射(即：光在第一棱镜1的第一第一折射面12和第二棱镜2的第二折射面21之间的第一结合面发生全反射)，光线经该第 一结合面90°反射至第一棱镜1和第三棱镜3之间的第二结合面上；同样光线会在第一棱镜1和第三棱镜3之间的第二结合面产生受抑全反射(即：光在第一棱镜1的第一第二折射面14和第三棱镜3的第三折射面31发生全反射)，最终是光线从第一棱镜1和第三棱镜3之间的第二结合面90°反射至第一棱镜1的第一第二入射面14，经第一第二入射面14出射，实现光路转折，光线经过的路径为图7所示的ABCD。
本实用新型位移棱镜组件在保证水平方向或者垂直方向传输的光都能够产生位移，其方便装配，并且不受环境影响，光线在结合面之间存在受抑全反射，使光路很容易产生位移。
以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种位移棱镜组件，其特征在于，其包括：第一棱镜、第二棱镜、以及第三棱镜，其中，所述第一棱镜包括：供光线入射的第一第一入射面、与该第一第一入射面相对设置且供光线射出的第一第二入射面、与该第一第一入射面呈α角连接且对入射光线进行全反射的第一第一折射面、以及与该第一第二入射面呈α角连接且对入射光线进行全反射的第一第二折射面；所述第二棱镜包括固定连接在所述第一第一折射面上且与该第一第一折射面重合的第二折射面；所述第三棱镜包括固定连接在所述第一第二折射面上且与该第一第二折射面重合的第三折射面；其中，该第一第一折射面和第一第二折射面相对设置，α角为锐角。
2.根据权利要求1所述的位移棱镜组件，其特征在：所述第一第一入射面与第一第二折射面连接、且连接处的角度为α+90角；所述第一第二入射面与第一第一折射面连接、且连接处的角度为α+90角。
3.根据权利要求1所述的位移棱镜组件，其特征在：所述第一第一入射面和第一第二入射面的表面均镀有光学薄膜。
4.根据权利要求1所述的位移棱镜组件，其特征在：所述第二棱镜还包括：与所述第二折射面一侧呈β角连接的第二第一入射面、以及与所述第二折射面另一侧边也呈β角连接的第二第二入射面；其中，所述第二折射面、第二第一入射面、以及第一第一入射面三者之间具有相同的侧边，所述第二折射面、第二第二入射面、以及第一第二入射面三者之间具有相同的侧边，且α+β之和为90。
5.根据权利要求1所述的位移棱镜组件，其特征在：所述第三棱镜还包括：与所述第三折射面一侧呈β角连接的第三第一入射面、以及与所述第三折射面另一侧边也呈β角连接的第三第二入射面；其中，所述第三折射面、第三第一入射面、以及第一第一入射面三者之间具有相同的侧边，所述第三折射面、第三第二入射面、以及第一第二入射面三者之间具有相同的侧边，且α+β之和为90。
6.根据权利要求1所述的位移棱镜组件，其特征在：所述第一棱镜为二次反射棱镜的斜方棱镜，所述第二棱镜和第三棱镜均为一次反射棱镜的等腰棱镜。
7.根据权利要求1所述的位移棱镜组件，其特征在：所述第二棱镜和第三棱镜的材质相同，均由硅酸盐玻璃制成；所述第一棱镜由具有高折射率的无机非金属材料制成。
8.根据权利要求1所述的位移棱镜组件，其特征在：所述第一棱镜的第一第一折射面与所述第二棱镜的第二折射面之间采用光学胶或者光胶粘贴固定连接；所述第一棱 镜的第一第一折射面与所述第三棱镜的第三折射面之间采用光学胶或者光胶粘贴固定连接。
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