การมองเห็นแสงด้วยปริซึมเชิงแสง

ปริซึมเป็นส่วนประกอบทางแสงพื้นฐานที่ใช้คุณสมบัติการหักเหของแสงของวัสดุโปร่งใสในการโค้งงอและกระจายลำแสง ปริซึมประกอบด้วยพื้นผิวเลนส์ขัดเงาอย่างน้อยสองพื้นผิวที่หักเหแสงตามการเปลี่ยนแปลงของดัชนีการหักเหของแสงระหว่างปริซึมกับอากาศ ปริซึมควบคุมแสงสำหรับการใช้งานต่างๆ เช่น สเปกโทรสโกปี เลเซอร์ กล้องจุลทรรศน์ และการวัดระยะ

ไอแซก นิวตันใช้ปริซึมแก้วสามเหลี่ยมเป็นครั้งแรกในการทดลองเกี่ยวกับการมองเห็นในช่วงทศวรรษปี 1600 นิวตันส่งแสงแดดผ่านปริซึม โดยสังเกตสีสเปกตรัมที่แยกจากกันตามการกระจายตัว เขาสรุปว่าแสงสีขาวมีความยาวคลื่นที่มองเห็นได้ทั้งหมด ปริซึมสมัยใหม่ใช้ประโยชน์จากการกระจายแบบควบคุมและการสะท้อนภายในทั้งหมดเพื่อกรอง แยก สะท้อน และลดแสง

ดัชนีการหักเหของแสงและการกระจายตัวของกระจกปริซึมจะกำหนดว่าเส้นทางของแสงจะโค้งงอที่ส่วนต่อประสานของกระจกอากาศมากน้อยเพียงใด แก้วฟลินท์ที่มีความหนาแน่นมากขึ้น เช่น SF6 มีการกระจายตัวสูงกว่าแก้วคราวน์ เช่น BK7 ปริซึมสำหรับสเปกโทรสโกปีได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อการกระจายที่แข็งแกร่งและสม่ำเสมอเพื่อกระจายแสงสีขาวไปยังแถบสเปกตรัมที่ชัดเจน ปริซึม Amici ใช้กระจกสองประเภทที่แตกต่างกันเพื่อขยายการแยกสเปกตรัม

ปริซึมมุมขวาเปลี่ยนเส้นทางแสงตกกระทบ 90 องศาผ่านการสะท้อนภายในทั้งหมด ด้านตรงข้ามมุมฉากของปริซึมถูกเคลือบเพื่อการสะท้อนที่สมบูรณ์ ปริซึม Porro และปริซึมเพนทาปริซึมใช้การสะท้อนภายในหลายครั้งเพื่อกลับภาพหรือเปลี่ยนการขยาย ปริซึมหลังคาเป็นปริซึมมุมขวาขนาดกะทัดรัดซึ่งมีประโยชน์สำหรับกล้องส่องทางไกลและกล้องปริทรรศน์

ปริซึมนกพิราบหมุนภาพถ่ายรอบแกนแสงโดยใช้การสะท้อนภายในหลายครั้ง เป็นส่วนประกอบที่สำคัญในระบบสแกนด้วยเลเซอร์ ซึ่งทำให้ภาพที่หมุนกลับหัวมีความเสถียร ปริซึม Abbe เบี่ยงเบนแสงเหมือนปริซึมนกพิราบ แต่มีความคลาดเคลื่อนสีลดลงสำหรับการใช้งานทางสเปกโทรสโกปี

การผลิตปริซึมสมัยใหม่ใช้การขึ้นรูปแก้วที่มีความแม่นยำเพื่อสร้างอาร์เรย์ปริซึมที่ซับซ้อนและออปติกที่มีรูปทรงใกล้เคียงตาข่ายพร้อมมุมที่แม่นยำและต้นทุนต่ำเมื่อเทียบกับการเจียรและขัดเงา การเคลือบด้วยแสงช่วยเพิ่มการส่งผ่านผ่านปริซึมและเปิดใช้งานลูกบาศก์ตัวแยกลำแสงโพลาไรเซชัน

ตั้งแต่สีที่เป็นส่วนประกอบของแสงที่เผยให้เห็นไปจนถึงลำแสงเลเซอร์ที่ควบคุมทิศทาง ปริซึมยังคงพัฒนาการประยุกต์ใช้ด้านทัศนศาสตร์อย่างต่อเนื่องผ่านความสามารถที่หลากหลายในการควบคุมเส้นทางและคุณสมบัติของแสง รูปทรงปริซึมแบบใหม่และองค์ประกอบของแก้วแบบใหม่ช่วยขยายฟังก์ชันการตรวจจับ การสร้างภาพ ข้อมูล และการส่งผ่านพลังงาน