石英ガラス光学プリズム UV/VIS 透過 カスタム角度
の定義石英ガラス光学プリズム
プリズムは、1つ以上の反射面が1つのガラス片に研磨された光学素子です。光路を方向転換し、画像を反転または回転させる機能があり、平面鏡の組み合わせと考えることができます。プリズムは、レーザー研究、レーザー光学系、光学イメージング、マシンビジョン、ライフサイエンス、および生物医学用途または製品で広く使用されています。
プリズムは光を偏向させるだけでなく、画像の向きを調整することもできます。プリズムの設計は、光との相互作用を決定します。光がプリズムに入射すると、プリズムから出射する前に1つ以上の表面で反射したり、プリズムを通過する際に屈折したりすることがあります。
特徴の石英ガラス光学プリズム
タイプ |
特徴 |
直角プリズム |
1. 光路を90°または180°偏向 2. 画像/光路の方向転換に使用 |
ウェッジプリズム |
1. 単独で使用すると、特定の角度でビームを偏向 2. ペアで使用すると、ビーム成形または偏向制御が可能 |
ペンタプリズム |
1. 光路を90°偏向 2. 画像の向きを反転または反射なしで維持 |
ダブプリズム |
1. プリズムの回転角度の2倍で画像を回転 2. 出力ビームは元のビームの方向に沿って配置されたまま |
中空ルーフミラー(反射型) |
1. 光路を180°偏向 2. 反射面はアルミニウムでコーティング |
の説明の石英ガラス光学プリズム
1. 直角プリズム
直角プリズムは、光学系で形成された光路を方向転換したり、画像を90°偏向したりするために一般的に使用されます。プリズムの向きによっては、結果として得られる画像が左右に正しく表示されても、上下が反転することがあります。直角プリズムは、画像の組み合わせやビームの変位にも適用されます。
光が直角面の1つから入射すると、斜辺表面(空気との界面)で全内部反射を起こし、もう一方の直角面から出射し、90°の偏向が生じます。
光が斜辺表面から入射すると、両方の直角面(空気との界面)で全内部反射を起こし、180°偏向された後、斜辺から戻って出射します。

2. ウェッジプリズム
ウェッジプリズムを個別に使用すると、垂直面に入射する光ビームを特定の角度で偏向させることができます。偏向角度はウェッジ角度に依存します。ウェッジ角度が異なると、ビームの偏向も異なります。ビームが静止したままでウェッジプリズムを回転させると、ビームの円形走査出力が得られます。
一対のウェッジプリズムは、4θdの全角度円内の任意の場所にビームを操縦できます。ここで、θdは単一プリズムの偏向角度です。このビーム操縦は、2つのウェッジプリズムを個別に回転させることによって実現されます。これは、さまざまな位置にビームを走査して、正確なビーム制御を可能にするために、イメージングアプリケーションで一般的に使用されます。

3. ペンタプリズム
ペンタプリズムは、入射光をプリズム内で2回反射し、その方向を正確に90°変更します。画像は直立したままで、元の手方向(反転またはミラーリングなし)を保持します。単一反射の直角プリズムと比較して、ペンタプリズムは、プリズムの取り付け方向に関係なく、入射ビームを正確に90°偏向させることができます。これにより、2つのミラーで構成されたシステムよりも安定性が高くなり、入射光の角度に対する感度がなくなります。
その結果、ペンタプリズムは、セオドライト、コリメーター、距離計などのさまざまな光学観測および校正機器で一般的に使用されています。DSLRカメラでは、ビューファインダーの反射システムも、光学パスを固定角度で方向転換するためにペンタプリズムを使用しています。

4. ダブプリズム
ダブプリズムは、独自の光学特性を持っています。光が傾斜面から入射すると、出力ビームは元の方向を維持しますが、反転した画像を形成します。プリズムを角度θだけ回転させると、結果として得られる画像は2θだけ回転します。光がプリズムの底面から入射すると、ビームは反対方向に反射され、反転した画像も生成されます。
ダブプリズムは、コリメートされた(平行)光で使用すると最適に機能します。入射ビームが収束している場合、非点収差が導入され、画質が低下する可能性があります。さらに、ダブプリズム内で全内部反射が発生するため、s偏光成分とp偏光成分の間に位相差が生じ、透過ビームの偏光状態に影響を与える可能性があります。

5. 中空ルーフミラープリズム
中空ルーフミラープリズムは、プリズムの傾斜面から入射する光を反射します。平面鏡とは異なり、反射ビームは入射ビームと平行なままで、横方向に変位し、ビーム干渉によって引き起こされる問題を回避します。
直角プリズムの2つの角度付き表面は正確な角度で固定されているため、平行ビーム反転を実現するために2つの別々のミラーを手動で調整するよりも、セットアップがはるかに便利で正確です。

アプリケーションの石英ガラス光学プリズム
石英プリズムは、優れたUV透過性、熱安定性、耐薬品性、および低複屈折性により、精密光学系で広く使用されています。屈折と反射を通じて光路を正確に操作できるため、高性能光学用途に最適です。主な用途分野には以下が含まれます。
1. レーザーおよび光学系
- レーザービームを高精度で方向転換、分割、または組み合わせるために使用
- 石英の高い損傷閾値により、高出力レーザーシステムに最適
- UVグレードの石英プリズムは、エキシマレーザーセットアップおよびビームステアリングアセンブリに不可欠
2. 分光法および分析機器
- 波長を分離するための分光計の分散要素として機能
- UV透過性石英プリズムは、蛍光および吸収分光法で使用
- 科学機器における光学信号の角度依存分析を可能にする
3. イメージングおよびビジョンシステム
- 顕微鏡、カメラ、望遠鏡で画像の向きを修正および操作
- 画像回転または方向転換のために、ペンタプリズム、直角プリズム、およびダブプリズムで使用
- マシンビジョン、生物医学イメージング、および検査システムで一般的
4. フォトニクスおよび通信
- 石英プリズムは、光ファイバーおよびフォトニック回路の偏光回転子、ビームステアリング要素、または波長分離器として機能
- 石英の安定した屈折率により、光アイソレータおよび変調器の設計で使用
5. 計測およびアライメントツール
- 正確な角度測定とビーム偏向のために、オートコリメーター、アライメントスコープ、および測量機器に統合
- 干渉法および校正システムで信頼性の高い基準角度を提供する
6. 航空宇宙および過酷な環境光学
- 石英プリズムは、真空、高放射線、および高温環境で確実に動作
- 衛星イメージング、宇宙搭載分光法、および防衛光学システムで使用
FAQの石英ガラス光学プリズム
Q1:石英プリズムとは何ですか?標準的なガラスプリズムとはどのように異なりますか?
A1:
石英プリズムは、優れたUV透過性、熱安定性、および耐薬品性で知られる高純度の結晶性または溶融石英(SiO₂)で作られた光学プリズムです。標準的なガラスプリズム(例:N-BK7)と比較して、石英プリズムはより深いUV範囲で動作し、より高い温度に耐えることができ、過酷または高エネルギー環境に適しています。
Q2:石英プリズムはどの波長範囲を透過できますか?
A2:
石英プリズムは、通常180 nm(深紫外)から2.2 μm(近赤外)までの広い透過範囲を提供します。これにより、紫外線レーザー、蛍光分光法、およびIRビームステアリングに最適です。
Q3:石英プリズムは高温に耐性がありますか?
A3:
はい。石英は、約1,620°Cの軟化点と、熱衝撃に対する優れた耐性を持つ高い熱安定性を備えています。これにより、石英プリズムは、高出力レーザー光学系および高温測定システムに適しています。
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