Призменный сканер Рисли

Клиновидные призмы предназначены для использования по отдельности или в паре для управления пучком. Это достигается за счет индивидуального управления вращением каждой призмы с помощью моторизованного вращающегося держателя PRM1Z8.

Для более подробного описания этого процесса было подготовлено дополнительное руководство по применению. Чтобы полностью загрузить документацию, нужно нажать кнопку внизу этой статьи. Там же находится загружаемая электронная таблица Excel, которую можно использовать для моделирования призменного сканера Рисли.

Комплект сканера:

*Также доступно в дюймовой системе.

Обведение круга с помощью одной призмы

Для этого случая в вращающемся креплении была установлена ​​только одна призма. Входящий пучок отклонялся от оси клиновидной призмой. Как только вращающееся крепление было запущено, призма стала вращаться вокруг оптической оси, в результате чего отклоненный пучок образовывал небольшой круг, как показано на фотографии с длинной выдержкой справа. Радиус этого круга можно рассчитать, как:

В этом уравнении r' – радиус круга, S – расстояние от последней поверхности призмы до поверхности сканирования, T – толщина от центра призмы, Φ_o – угол пучка относительно исходной оптической оси после выхода из второй поверхности призмы, Φ_i – это угол, образованный при падении пучка на первую поверхность призмы согласно закону Снеллиуса, а Φ_p – результирующий угол, который пучок принимает внутри призмы относительно нормали к первой поверхности согласно закону Снеллиуса.

Фотография круга с большой выдержкой

Обведение круга с помощью двух призм

Для этого применения вращающиеся крепления устанавливаются таким образом, чтобы клинья обеих призм были выровнены в исходное положение, когда самые секции большей толщины обеих призм расположены вертикально. Поскольку каждая призма будет отклонять пучок на угол, общее отклонение пучка для двух призм с выровненными клиньями будет примерно в два раза больше. Если обе призмы вращаются с одинаковой скоростью и в одном направлении, пучок будет образовывать круг, который примерно в два раза больше круга, очерченного одной призмой. Второй эксперимент был сделан с призмой на том же расстоянии от экрана, что и кружок с одной призмой выше. Следует обратить внимание, что круг в случае с двумя призмами примерно в два раза больше диаметра круга, образованного с помощью одной призмы. Радиус этого круга можно рассчитать, как:

В этом параметрическом уравнении r_max – радиус этого круга (любая последующая форма, созданная этой установкой, заключена в этот радиус), T – средняя толщина первой призмы, T '– эффективная толщина призмы 2 после отклоненного пучка, проходящего через нее, Φ_i – это угол, образованный при падении пучка на первую поверхность первой призмы согласно закону Снеллиуса, Φ_p – результирующий угол, который принимает пучок внутри призмы относительно нормали к первой поверхности согласно закону Снеллиуса, z – расстояние от второй поверхности второй призмы до поверхности сканирования, S – расстояние между призмами, а Φ_o – угол пучка относительно исходной оптической оси после выхода из второй поверхности первой призмы.

Фотография круга с большой выдержкой

Рисунок спирали с помощью двух призм

Можно показать, что при вращении двух призм с постоянной скоростью можно проследить большое разнообразие форм. Эти формы продиктованы уравнением:

В качестве примера с длинной выдержкой показаны две клиновые призмы, которые используются для рисунка спирали. Это было реализовано путем предварительной настройки пучка без отклонения, а затем приведения призм во вращение в одном направлении, при этом одна призма была настроена на вращение на 0.5 град/с быстрее, чем другая. Эту и многие другие формы можно создать с помощью «третьего приближения» загружаемый лист Excel. Чтобы создать эту спираль, можно ввести 25 град/с для ω₁ (скорость вращения призмы 1) и 24.5 град/с для ω₂ (скорость вращения призмы 2), и 80 секунд для T (время выполнения) с Δθ (исходное положение угла) на 180 градусов.

Фотография спирали с большой выдержкой

Загружаемые материалы: