如何選擇棱鏡與反射鏡

　　反射鏡在各種各樣的系統(tǒng)中有很多的使用，尤其是在光學工作臺的設(shè)計當中。但是現(xiàn)在已有很多光學設(shè)計在原型設(shè)計階段轉(zhuǎn)向使用棱鏡。棱鏡的替代使用，可以減少準直工作量。縮小系統(tǒng)的整體尺寸。當然反射鏡相比于棱鏡也有很多優(yōu)點，到底使用反射鏡還是棱鏡很大程度上取決于設(shè)計的復雜度和設(shè)計目的，下面分別就反射鏡和棱鏡來簡要介紹下。

 

　　使用反射鏡：
 

　　1. 當系統(tǒng)尺寸不是一個常數(shù)時，可以使用反射鏡系統(tǒng)。
 

　　2. 對于系統(tǒng)工作波長范圍內(nèi)的光會被大部分種類玻璃強烈吸收的時候，常使用反射鏡。
 

　　3. 對于高功率激光器，即便不會出現(xiàn)工作波長被大部分種類玻璃強烈吸收，而只是被部分吸收的情況下，由于玻璃中的任何氣泡或者摻雜物都會優(yōu)先吸收，從而有可能破壞棱鏡，這種情況下，也常使用反射鏡。

 

　　4. 在更關(guān)注靈活性這一系統(tǒng)參數(shù)的時候，也常常使用更加方便的反射鏡。
 

　　此外，使用反射鏡還可以減輕系統(tǒng)的重量。但是反射鏡設(shè)計的主要缺點在于反射鏡的固定、放置和準直較為麻煩，而且后續(xù)容易產(chǎn)生變化。而這恰恰是棱鏡的優(yōu)點。

 

　　在效率方面， 金屬膜反射鏡(通常是標準反射鏡鍍膜)有一個顯著的效率損耗，標準的金屬反射鏡一般不會超過90%的效率，其余部分要么被散射了，要么被吸收了。當然，可以在反射鏡上鍍上某種特定的電介質(zhì)膜來適應某些特定的波長從而獲得高反射的反射鏡，但會增加額外的費用。

 

　　使用棱鏡：
 

　　1. 棱鏡工作與反射鏡類似，都是基于反射，作為一個單一元件，一個有適當容差值的棱鏡可以避免使用反射鏡過程中出現(xiàn)的固定、放置和準直問題。如下圖，一個五角棱鏡，如果不考慮棱鏡與入射光的小準直誤差，五角棱鏡總是能將入射光偏轉(zhuǎn)90°。而根據(jù)反射定律，一個反射鏡的任何準直誤差都會加倍。
 

　　2. 棱鏡還可以用于衍射元件，一個單獨的楔形棱鏡可以使激光偏離一定的角度，一個楔形棱鏡對可以在一維平面內(nèi)擴展激光束或者改變它的橢圓率。

 

　　但是，需要注意的是，當棱鏡的入射面或者出射面和入射光有一定角度的時候，都會產(chǎn)生像差。
 

　　在效率方面，當反射表面是干凈且沒有缺陷的時候，棱鏡內(nèi)表面全反射的效率是100%，當然還存在棱鏡入射面和出射面上玻璃-空氣交界處的菲涅爾損耗，但是可以通過在棱鏡入射面和出射面上鍍增透膜來減少這一部分損耗。

 

　　棱鏡相比于反射鏡還要一點好處，當整個系統(tǒng)處于一個給定的均勻的溫度變化環(huán)境之中時，整個棱鏡會整體地擴張或者縮小，對于整個光學系統(tǒng)來產(chǎn)生的影響較小，而當使用反射鏡的時候，由于反射鏡和固定反射鏡裝置由不同的金屬制成，所以會對溫度有不同的響應，從而相比棱鏡，對整個系統(tǒng)產(chǎn)生更多更差的影響。