Призма прямого зрения
Изобретение относится к призмам прямого зрения, предназначенным для спектроскопических исследований. Цель изобретения - уменьшение габаритов призмы Аббе. Призма, содержащая взаимно параллельные входную и выходную грани, а также три плоских поверхности полного внутреннего отражения (ПВО), одна из которых перпендикулярна входной и выходной граням, а две другие составляют с этими гранями равные углы, причем призма зеркально-симметричнаотносительно плоскости, проходящей посредине между входной и выходной гранями, выполнена в виде прямоугольного параллелепипеда, содержащего четвертую поверхность ПВО, перпендикулярную входной и выходной граням, и составленного из четырех трехгранных призм, контактирующих между собой по диагональным плоскостям параллелепипеда. Причем входная и выходная трехгранные призмы имеют в основании равносторонний треугольник и выполнены из материала с показателем преломления По, две другие трехгранные призмы выполнены из материала с показателем преломления п, указанные показатели преломления связаны соотношением 0,866n0 n 2, a высота входной и выходной граней призмы равна 1макс а, где а - размер светового отверстия призмы. 1 ил. н Ю (Л С
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (st>s 6 02 B 5/04
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
i i! i!: %
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4769641/10 (22) 09.11.89 (46) 07.11.91. Бюл. М 41 (75) В.Б.Яковлев (53) 535,8(088.8) (56) Харрик Н. Спектроскопия внутреннего отражения. — М.: Мир, 1970, с. 98, рис. IV,Çá.
ОМП, 1989, М 7, с. 10-12, рис. Э. (54) ПРИЗМА ПРЯМОГО ЗРЕНИЯ (57) Изобретение относится к призмам прямого зрения, предназначенным для спектроскопических исследований. Цель изобретения — уменьшение габаритов призмы Аббе.
Призма, содержащая взаимно параллельные входную и выходную грани, а также три плоских поверхности полного внутреннего отражения (IlBO), одна из которых перпендикулярна входной и выходной граням, а .две другие составляют с этими гранями равные углы, причем призма зеркально-симИзобретение относится к оптическому приборостроению, а более конкретно кустройству призм прямого зрения, предназначенных для спектроскопических исследований.
Известны призмы прямого зрения, допускающие их использование в качестве оптических элементов нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО). Такие призмы имеют в плоскости падения конфигурацию четырехугольника, стороны которого являются сечениями четырех граней, две из которых — грань полного внутреннего отражения (ПВО) и нерабочая грань, имеющая общие ребра с входной и выходной гранями, наклоненными к грани ПВО, взаимно параллельны.
Ввиду того, что в этой призме входная и выходная грани неперпендикулярны к грани ПВО, угол падения на грань ПВО.зависит
„„SU „„1689909 А1 метрична относительно плоскости, проходя 8À посредине между входной и выходной гранями, выполнена в виде прямоугольного параллелепипеда, содержащего четвертую поверхность ПВО, перпендикулярную входной и выходной граням, и составленного из . четырех трехгранных призм, контактирующих между собой по диагональным плоскостям параллелепипеда. Причем входная и выходная трехгранные призмы имеют в основании равносторонний треугольник и выполнены из материала с показателем преломления п0, две другие трехгранные призмы выполнены из материала с показателем преломления и, указанные показатели преломления связаны соотношением 0,866np>n>U, а з высота входной и выходной граней призмы равна ha Известная призма Аббе имеет пять рабочих граней, в том числе входную и выходную, перпендикулярные одной иэ трех отража1689909 15 35 50 55 тельных граней, тогда как две другие имеют общее ребро и являются гранями ПВО. Отражательная грань, перпендикулярная входной грани, становится гранью ПВО, когда показатель прелоМления призмы и Ж. Призма состоит из двух или трех компонентов с показателем преломления и, склеенных или посаженных на оптический контакт. Известная призма имеет сравнительно больше габариты, что, в частности затрудняет ее применение при исследовании образцов, Целью изобретения является уменьшение габаритов призмы. Призма прямого зрения, содержащая взаимно параллельные входную и выходную грани, а также три плоских поверхности полного внутреннего отражения, одна из которых перпендикулярна входной и выходной граням, а две других составляют с этими гранями равные углы, причем призма выполнена зеркально-симметричной относительно плоскости, проходящей посередине между входной и выходной гранями, выполнена в виде прямоугольного параллелепипеда, содержащего четвертую плоскую поверхность полного внутреннего отражения, перпендикулярную к входной и выходной граням, и составленного из четырех трехгранных призм, контактирующих между собой по диагональным плоскостям параллелепипеда, причем входная и выходная трехгранные призмы имеют в основании равносторонний треугольник и выполнены из материала с показателем преломления по, две другие трехгранные призмы выполнены из материала с показателем преломления и, а укаэанные показатели преломления связаны соотношением 0,866по п 2, а высота входной и выходной граней призмы равна 1макс=а, где а — размер светового отверстия призмы. Поскольку угол падения света на грани, предназначенные для контакта с объектом, составляет 30, из закона преломления следует, что показатель преломления п компонента, содержащего эту грань, должен быть не менее двух, чтобы в отсутствии контакта с объектом на этой грани происходило ПВО. Поскольку входная (выходная) призма должна обеспечивать ПВО на границе с призмой, находящейся с контакте с объектом, показатель преломления последней и должен быть меньше показателя преломления входной призмы на величину, определяемую из закона преломления npsin60 ï, при угле падения света на границу раздела 60О. Таким образом, О, Вббпо = и Ж, Отличительные признаки придают призме прямого зрения новые свойства, что позволяет считать предложение соответствующим критерию существенные отличия. На чертеже изображена призма прямого зрения. Призма состоит из четырех компонентов, два из которых представляют собой равносторонние трехгранные призмы 1 и 2 с показателем преломления по, одна из граней которых является входной.3 или выходной 4 гранью призмы прямого зрения, а две другие грани совмещены с гранями двух остальных компонентов — трехгранных призм 5 или 6 с показателем преломления и. свободные грани которых 7 и 8 предназначены для контакта с объектом исследования и перпендикулярны к входной грани призмы прямого зрения. Призма может быть изготовлена иэ германия (входная и выходная призма) и арсенида галлия (приэмы, предназначенные для контакта с обьектом исследования). Призма работает следующим образом. Луч в, являющийся осевым лучом верхней половины светового пучка шириной макс, падающего на равностороннюю трехгранную призму 1, проходит ее входную грань 3 и, испытав ПВО на границе раздела между призмами 1 и 5, направляется к свободной грани ПВО 7 трехгранной призмы 6, после отражения от которой направляется в равностороннюю трехгранную призму 2, где испытывает ПВО от границы раздела между призмами 5 и 2 и покидает призму прямого зрения через выходную грань 4, оставаясь на одной прямой с падающим на призму прямого зрения лучом в. Луч с, являющийся осевым лучом нижней половины светового пучка шириной тмакс, падающего на равностороннюю трехгранную призму 1, проходит ее входную грань 3 и, испытав ПВО на границе раздела между призмами 1 и 6, направляется к свободной грани ПВО 8 трехгранной призмы 5 после отражения от которой направляется в равностороннюю трехгранную призму 2, где испытывает ПВО от границы раздела между призмами 6 и 2 и покидает призму прямого зрения через выходную грань 4, оставаясь на одной прямой с падающим на призму прямого зрения лучом с. Введение формы призмы в виде прямоугольного параллелепипеда, содержащего четвертую поверхность полного внутреннего отражения, перпендикулярную входной и выходной граням, и составленного из четырех трехгранных призм, контактирующих между собой по диагональным плоскостям параллелепипеда, причем входная и выход1689909 Составитель В. Яковлев Техред М. Моргентал Корректор Л. Бескид Редактор И. Шулла Заказ 3812 Тираж Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ная трехгранные призмы имеют в основании равносторонний треугольник и выполнены иэ материала с показателем преломления по, две другие трехгранные призмы выполнены иэ материала с показателем преломления п, указанные показатели преломления связаны соотношением 0,866по ï М, а высота входной и выходной граней призмы равна размеру светового отверстия призмы, позволяет уменьшить габариты призмы и образцов исследования. Формула изобретения Призма прямого зрения, содержащая взаимно параллельные входную и выходную грани, а также три плоских поверхности полного внутреннего отражения, одна из которых перпендикулярна к входной и выходной граням, а две других составляют с этими гранями равные углы, причем призма выполнена зеркально-симметричной относительно плоскости, проходящей посереди-. не между входной и выходной гранями, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью уменьшения габаритов призмы, она выполнена в виде прямоугольного параллелепипеда, содержащего четвертую плоскую поверхность 5 полного внутреннего отражения, перпенди.кулярную к входной и выходной граням, и составленного из четырех трехгранных призм, контактирующих между собой по диагональным плоскостям параллелепипеда, 10 причем входная и выходная трехгранные призмы имеют в основании равносторонний треугольник и выполнены из материала с показателем преломления по, две другие трехгранные призмы выполнены иэ матери15 ала с показателем преломления и, а указанные показатели преломлений связаны соотношением 0,866по п «М, а высота входной и выходной граней приз20 мы равна =а, где a — размер светового отверстия призмы.
