Temel Özellikler ve Geometri
· Şekil: Kesiti üç dikdörtgen olan bir dik üçgendir. 90 derecelik açıya bitişik iki küçük yüze bacaklar veya kateter adı verilir ve dik açının karşısındaki en uzun yüze hipotenüs adı verilir.
· Standart Açılar: Standart açılar 90°, 45° ve 45°'dir.
· Malzeme: Genellikle BK7 gibi optik camlardan, erimiş silikadan veya gerekli dalga boyu aralığına (örn. UV veya IR dereceleri) bağlı olarak diğer malzemelerden yapılır.
Temel İşlevler ve Nasıl Çalışırlar?
Dik açılı prizma, ışığın içine nasıl girdiğine bağlı olarak iki spesifik davranışıyla ünlüdür.
1. Yansıma (Işık Yollarını 90° veya 180° Bükme)
Bu en yaygın kullanımdır. Işık bacak yüzlerinden birine girip hipotenüs yüzüne kritik bir açıyla çarptığında Toplam İç Yansımaya (TIR) uğrar.
· 90 Derece Bükülme (En Yaygın Kullanım):
· Yol: Işık, daha küçük dikdörtgen yüzlerden birine girer, hipotenüs yüzüne 45°'lik bir geliş açısıyla çarpar, TIR'a girer ve diğer küçük yüzden çıkar.
· Sonuç: Giriş ışık huzmesi tam olarak 90 derece bükülür. Bu, zamanla bozulabilecek aynalı bir yüzeye olan ihtiyacı ortadan kaldırdığı için ışık yolunu yönlendirmenin çok etkili bir yoludur. TIR üzerinden yansıtma verimliliği %100'e yakındır.
(Bir ayaktan giren, hipotenüsten yansıyan ve diğer ayaktan 90° açıyla çıkan ışığı gösteren diyagram)
· 180 Derece Bükülme / Geri Yansıma:
· Yol: Işık hipotenüs yüzünden girer, sırayla 45°'lik bacak yüzlerinin her ikisinden de TIR'a girer ve orijinal giriş yoluna paralel fakat ters yönde hipotenüs yüzünden geri çıkar.
· Sonuç: Kiriş kendi üzerine 180 derece kaydırılır ve geriye katlanır. Bu, retroreflektörlerde ve optik yol katlamada kullanılır.
(Hipotenüse giren, her iki bacaktan yansıyan ve hipotenüsten çıkan ışığı gösteren diyagram, 180° ters)
2. Görüntü Döndürme ve Kurma
90 derecelik bükme fonksiyonunun önemli bir özelliği, aynı zamanda görüntüyü 90 derece döndürmesidir. Bu, birçok optik sistemde son derece kullanışlıdır.
· Ters Çevirme: Dik açılı bir prizma, yansıma düzlemindeki görüntüyü tersine çevirir.
· Dürbün Uygulaması: Bir çift dik açılı prizma (genellikle Porro prizma konfigürasyonunda), hem uzun optik yolu kompakt bir muhafazaya katlamak hem de objektif mercek tarafından oluşturulan görüntüyü yeniden tersine çevirmek için kullanılır, böylece kullanıcı dik, doğru-sol-sağ görüntüyü görür.
Diğer Fonksiyonlar
· Dağılım (basit bir prizma olarak): Işık bir bacak yerine hipotenüs yüzüne gelirse, beyaz ışığı kendisini oluşturan renklere ayıran dağıtıcı bir prizma görevi görerek 45°'lik iki yüzeyde kırılabilir. Ancak bunun için özel bir eşkenar prizmaya göre daha az verimlidir.
· Işın Birleştirme/Bölme: Hipotenüs üzerine kısmi yansıtıcı bir kaplama uygulanarak, prizma bir ışın bölücüye dönüştürülebilir, tek bir ışın demeti ikiye bölünebilir veya iki ışın tek bir ışında birleştirilebilir.
Ortak Uygulamalar
Dik açılı prizmalar optik sistemlerde her yerde bulunur:
· Optik Tezgahlar: Lazer ışınlarını 90 derece yönlendirmek için.
· Görüntüleme Sistemleri: Periskoplarda, teleskoplarda ve kameralarda optik yolu katlamak ve görüntü yönelimini düzeltmek için.
· Dürbün ve Teleskoplar: Porro prizma sistemlerinin temel bileşenidir.
· Metroloji: Hassas ışık yolu manipülasyonu için interferometrelerde ve diğer ölçüm cihazlarında.
· Retroreflektörler: Lazerleri hizalamak veya ölçüm ekipmanında kullanmak için.
Avantajlar ve Hususlar
· Avantajları:
· Yüksek Verimlilik: TIR, metal kaplamaya ihtiyaç duymadan %100'e yakın yansıtma sağlar.
· Dayanıklılık: Yansıtıcı yüzey (hipotenüs) camın içinde yalıtılmıştır ve çizilmez veya kararmaz.
· Basitlik: Tek, sağlam bir bileşen karmaşık bir işlevi yerine getirir.
· Hususlar:
· Kritik Açı: TIR yalnızca hipotenüsteki geliş açısının kritik açıdan büyük olması durumunda oluşur. Bu, cam malzemesine ve çevredeki ortama (genellikle havaya) bağlıdır.
· Dalga Cephesi Bozulması: Camın optik kalitesi ve yüzeylerin düzlüğü, hassas bir dalga cephesi gerektiren uygulamalar için kritik öneme sahiptir.
Özetle, dik açılı prizma optiğin temel, çok işlevli bir yapı taşıdır. Işığı verimli bir şekilde 90° veya 180° bükebilme ve Toplam Dahili Yansıma yoluyla görüntüleri değiştirebilme yeteneği, onu çok çeşitli bilimsel, endüstriyel ve tüketici cihazlarında vazgeçilmez kılmaktadır.
Şimdi başvurun