CHEMIN DE TRANSMISSION DE LA LUMIÈRE PRISME

Les prismes sont utilisées pour plier les chemins de lumière, manipuler la direction et la taille de l'image et diffracter la lumière. Dans de nombreuses applications, des combinaisons de prismes sont utilisées pour obtenir plusieurs de ces effets. Afin de concevoir des composants contenant plusieurs prismes, il est important de connaître l'incidence, la propagation et la position de sortie de la lumière à travers chaque prisme, ainsi que la longueur du chemin optique de la lumière lorsqu'elle passe à travers le prisme. Cela peut être facilement modélisé à l'aide de diagrammes de tunnels à prisme.

Un diagramme tunnel à prisme est un diagramme bidimensionnel (2D) qui montre le chemin de la lumière à travers un prisme. Cette technique est utilisée pour visualiser la longueur totale du trajet de la lumière à travers un prisme. Dans ce diagramme, le prisme est représenté par une section transversale proportionnelle caractéristique. La lumière commence à l'extérieur du prisme et entre par l'un des visages. À l'intérieur du prisme, la lumière entre en contact avec l'autre côté du prisme. Si la lumière frappe une nouvelle surface à un Angle égal ou supérieur à l'angle critique (lié à l'indice de réfraction du milieu interfacial), ou si la surface est revêtue d'un revêtement spéculaire approprié, la lumière sera entièrement réfléchie en interne ou presque réfléchie en interne. Lorsque la lumière est réfléchie par cette surface, la section transversale représentant le prisme est retournée vers la ligne représentant la surface réfléchissante du prisme, donner l'impression que la lumière passe directement à travers la section transversale suivante sans changer sa direction d'origine sur la première section transversale. Si la lumière entre à un angle non supérieur ou égal à l'angle critique et que la surface n'est pas reflétée, la lumière traversera cette surface et quittera le prisme. Le diagramme tunnel du prisme du pentaprisme est montré sur la figure 1, à côté du diagramme de chemin de rayons typique.

(Figure 1: Haut: Diagramme de chemin de rayon typique du pentaprisme. En bas: Schéma du tunnel à prisme du chemin de la lumière à travers le même pentaprisme)

Le diagramme tunnel aide à montrer l'ouverture nette du prisme et peut spécifier où le vignettage se produit, déterminant ainsi le champ de vision du prisme. Un prisme peut avoir plusieurs diagrammes de tunnel uniques pour différents chemins de lumière à travers le prisme. Lorsque la lumière pénètre dans le prisme à une variété de visages et d'angles différents, des diagrammes uniques peuvent être réalisés. Par exemple, les prismes Dove sont souvent utilisés dans plusieurs orientations différentes pour réaliser différents types de transformations d'image. Chacune de ces différentes trajectoires lumineuses à travers le prisme a un diagramme tunnel différent (tableau 1).

(Tableau 1: Diagramme du tunnel du prisme de la colombe commune)

La lumière dans les images ci-dessus et ci-dessous entre et sort sur le même plan, mais à des angles différents. De plus, le premier diagramme n'a qu'un seul réflecteur, tandis que les deuxième et troisième diagrammes ont respectivement deux et trois réflecteurs.

Dans le diagramme de chemin de rayon bidimensionnel, ajouter un symbole "V" pour indiquer la partie où les deux faces de la crête ou du prisme se rencontrent à un angle de 90 ° et représenter la forme "en forme de toit" (Figure 2). Cela conduit à des réflexions supplémentaires, modifiant la parité ou la chiralité de l'image.

(Figure 2: Un symbole "V" a été ajouté à la vue 2D de la surface surmontée du prisme Amici pour le distinguer de la surface non surmontée)

Raccourcir la distance

La lumière passant à travers une plaque parallèle plane subira un décalage d'image dû à la réfraction (Figure 3). Le décalage d'image est fonction de l'épaisseur de la plaque (t) et de son indice de réfraction (n).

(Figure 3: décalage d'image causé par des plaques parallèles planes)

Le décalage d'image à travers le verre peut être compensé en remplaçant la longueur de trajet réelle par la distance réduite. La longueur de trajet réelle (L) dans le verre est divisée par n pour obtenir la distance réduite. Ceci est généralement fait dans un diagramme de tunnel de prisme pour déterminer la longueur de trajet équivalente à l'espace d'air à travers le prisme (figure 3).