关于二次反射直角棱镜的计算（1982年）

简介：
本论文聚焦于二次反射直角棱镜的设计与计算方法，深入探讨了其光学性能及应用，为精密光学仪器设计提供了理论依据。发表于1982年。 本段落围绕“二次反射直角棱镜计算”展开详细的解释与分析。首先需要明确的是，这种棱镜在光学系统中的作用是改变光线的传播路径，并且设计中需满足特定的光学性能指标及经济性考虑。 顾培森的研究重点在于大尺寸二次反射直角棱镜的设计优化上，旨在实现材料节省、重量减轻以及成本降低的目标。为了达到这一目的，作者提出将这种棱镜设计为不等腰结构而非传统的等腰结构，理论上可减少所需材料并降低生产成本。在光学系统中，棱镜的几何形状对光线的折射和反射过程有着决定性影响。 传统等腰直角棱镜有两个45度锐角，而顾培森的研究则提出了两个不同锐角度数的设计方案，并通过数学推导与实例计算证明了这种非等腰结构的实际可行性。文中还介绍了物方远心光路投影系统的概念及其对光线入射角的严格要求。 在设计过程中需要考虑棱镜斜面上光线的入射角和内部折射角，这遵循着基本光学定律——折射定律，它规定了入射光、折射光与法线之间的关系以及重要参数如折射率。通过图示及推导详细说明如何计算这种不等腰结构的具体参数，并提出了用于评估材料节省比例的公式。 此外，在特定投影物镜条件下，斜面长度调整可带来显著的材料节约效果。例如，当象方视场角较小时，可以减少约10%的材料使用量。文中还指出该非等腰设计在国外大型光学设备中的实际应用情况，显示了其在实践中的价值。 作者最后总结研究的意义及局限性，并邀请读者提出批评与建议以促进进一步讨论和改进。总的来说，在满足大尺寸二次反射直角棱镜的光学性能需求的同时，这种不等腰设计方案有助于节约成本并减轻重量，具有重要的工业应用前景。