反射镜成像
几何光学成像包括小孔、折射、反射三种形式，其中反射成像在古代最为常见。反射成像也可以分为三种形式：平面镜成像、凸面镜成像、凹面镜成像。
反射镜成像的起源大概是受“以水鉴面”的启发。古人发现平静的水可以照出像来，后来又进一步发现具有光滑表面的物体都能映出像来，由此启示他们去把金属表面打磨光滑，这就导致了古代主要成像工具——铜镜的产生。当铜镜表面曲率不等于零时，相应的铜镜就成了凸面镜或凹面镜。
铜镜的发明在我国非常遥远。出土文物表明，早在商代，就已经有了一定水平的铜镜。商周以后，铜镜日益增多，使用上渐趋普遍，由此促进了人们对其成像的研究。这些研究可以分为成像机理、成像规律及应用几个不同方面。
对于反射成像机理，古人很少从光路角度出发去分析，较多地是一些抽象的哲学议论。《淮南子·原道训》说：“夫镜水之与形接也，不设智故，而方圆曲直弗能逃也。”“与形接”，说明镜子成像是对外部的反映；“不设智故”，说明这种反映完全是客观的，因而是可信的。西晋陆机《演连珠》也说：“镜无畜影，故触形则照。”镜子本身并未贮存像的信息，它一旦接触到外来的光，就能照出相应的像。这种认识，与《淮南子》是一致的。
陆机还说：“鉴之积也无厚，而照有重渊之深。”积，这里指镜的反射面。因为只是一个面，故说其“无厚”。镜子的成像功能就在这个反射面上，认识到这一点，也是一个进步。
相应于成像机理而言，古人对反射成像规律及应用的研究，内容还是比较丰富的。这里我们分别就平面镜、凸面镜、凹面镜三种形式做一叙述。
对于平面镜成像特征，《墨经》中曾有所涉及。墨家称平面镜为正鉴，认为正鉴所成之像是单一的，不像曲面镜那样，存在放大、缩小、正立、倒立等多种情况。平面镜成像，物与像于镜面是对称的。物体移动，像也移动，二者始终对称。物在镜前，像在镜后，像与物是全同的。《墨经》对于平面镜成像特征的记述，文字比较简朴，上述内容是总结了《墨经》该条中心意思后得到的，与平面镜成像的实际情形也一致。
在应用上，古人除了用平面镜作为鉴形之器，还以之作为光路转换装置。《淮南万毕术》说：“高悬大镜，坐见四邻。”这里所说的大镜，指的是凸面镜，因为只有凸面镜，才能具有“坐见四邻”的效果。平面镜只能窥见邻家某一特定角度的情景。但东汉高诱对这一条的注解则无疑涉及到平面镜的反射作用：“取大镜高悬，置水盆于其下，则见四邻矣。”这里水盆的作用就相当于一个平面镜，它把高悬着的凸面镜上的四邻景象，反射给视者。本来，要“坐见四邻”，只需抬头仰视凸面镜即可，但仰视不便，故通过水盆中水的反射而转为俯视。这里水盆的作用就是一个光路转换器，通过它的转换，使得视者能够从比较舒适的角度出发进行观察。
利用平面镜对光的反射作用，可以生成复像。这对古人来说，是不难办到的，只要有两块平面镜在手，便能轻易实现。由此，要考证古人究竟何时实现了用平面镜的多次反射生成复像，没有多大意义，因为文献中反映出的年代肯定远远落后于实际。我们需要了解的，是古人究竟如何记载并解释此事。就记载的清晰度而言，唐代陆德明《经典释文》在注解《庄子·天下篇》有关内容时说了这样一段话：“鉴以鉴影，而鉴亦有影，两鉴相鉴，其影无穷。”这已经对成复像问题做了相当直观的解释。南唐道士谭峭在《化书·形影》中的说明，则更进了一步：
“以一镜照形，以余镜照影，镜镜相照，影影相传，不变冠剑之状，不夺黼黻之色。是形也，与影无殊；是影也，与形无异：乃知形以非实，影以非虚，无实无虚，可与道俱。”
黼黻，指古代礼服上绣的花纹。这段话指出，成于一个镜中的像可以在另一镜子中再成像，像所成的像与原来的物是一样的。即是说，多个平面镜能够成复像的原因，一方面是由于平面镜生成的像与原物全同；另一方面，像又能生像，所以，可以做到“镜镜相照，影影相传”，乃至无穷。
凸面镜在我国出现时间也非常之早。在现存的早期铜镜中，属于商周时期的凸面镜已经发现了不止一枚。凸面镜是发散镜，它所成的像是正立缩小的虚像。古人对凸面镜成像特征有清楚的认识，《墨经》说：“鉴团，景一”，就很准确地揭示了这一特征。由于凸面镜成缩小正像，它所能照到的景物范围也就比平面镜大，古人利用这一特点，巧妙地选择镜面曲率，使一枚小凸面镜也能照出人的全貌来。北宋沈括有一段话，对此有清晰的说明：
“古人铸鉴，鉴大则平，鉴小则凸。凡鉴洼则照人面大，凸则照人面小。小鉴不能全观人面，故令微凸，收人面令小，则鉴虽小而能全纳人面。仍复量鉴之小大，增损高下，常令人面与鉴大小相若。此工之巧智，后人不能造，比得古鉴，皆刮磨令平，此师旷所以伤知音也。”（《梦溪笔谈》卷十九）
沈括正确说明了镜面凸起程度与其成像大小之关系，虽然他慨叹当时一些制镜工人不懂其中道理，但他的说明则无疑有助于让公众了解凸镜成像这一规律。
与平面镜和凸面镜相比，凹面镜成像情况最为复杂：当物位于球心之外时，生成倒立缩小的实像，像的位置在球心与焦点之间；当物位于球心与焦点之间时，生成倒立放大的实像，像在球心之外；当物位于焦点之内时，生成正立放大的虚像，像位于镜后。古人没有实像虚像概念，他们观察凹镜成像，注意的是像的倒正和大小。《墨经》对凹面镜成像有过探讨：
《经》：“鉴洼，景一小而易，一大而正。说在中之外内。”
《说》：“鉴：中之内，鉴者近中，则所鉴大，景亦大；远中，则所鉴小，景亦小，而必正：起于中缘正而长其直也。中之外，鉴者近中，则所鉴大，景亦大；远中，则所鉴小，景亦小，而必易：合于中而长其直也。”
《经》文的记载未能将成像三种情况完全记录下来，但《经说》的描述则涵盖了这三种情况。这表明墨家的观察还是很细致的。另外，墨家还对凹面镜成像机理提出了自己的解释：“说在中之外内”，就是他们的解释。这里的“中”应该是指凹镜焦点，因为它决定了像的倒正。墨家解说的内涵与后世沈括所说的格术，本质上是一致的。对此，本书已有专文论述，这里就不去多说了。
平面部分反射镜材料K9(FS)，熔石英尺寸公差+0/-0.2mm 厚度公差±0.2mm 通光孔径>90%面型/8@632.8nm λ表面质量镀膜60/40一面镀介质部分反射膜，反面镀增透膜损伤阈值>10J/20ns 20Hz @1064nm ，，，cm 2R T 分光精度单波长3%5%±，宽带±t R T 平行度<1分常用波长355532632.865078085098010301064nm 450-650nm 650-900nm 900-1200nm ，，，，，，，，，，T e T c R фS1S2T e фT c S1R S2 球面部分反射镜部分反射镜BSP K925.4350/5045°S+P 1064BSP -材料直径厚度透射率反射率入射角设计偏振波长---T/R--- S+P S P ：，：：针对S和P求平均设计只针对S光设计只针对P光设计T=(Ts+Tp)/2R=(Rs+Rp)/2，订购信息技术参数32K9K9FS ：：熔石英
材料K9(FS) ，熔石英尺寸公差+0/-0.2mm 厚度公差±0.2mm 通光孔径>90% 面型/4@632.8nm λ表面质量镀膜60/40 S1S2面镀介质部分反射膜，面镀增透膜损伤阈值>10J/20ns 20Hz @1064nm ，，，cm 2分光精度单波长±，宽带±3%5%中心偏<3分 常用波长3555321030104710531064nm ，，，，，材料K9，熔石英(FS) 尺寸公差+0/-0.2mm 厚度公差±0.2mm 通光孔径>90%面型/8@632.8nm λ表面质量镀膜60/40 一面镀二向色性分色膜，反面镀增透膜 反射波长，透过波长R>99.5%T>85% 损伤阈值>10J/20ns 20Hz @1064nm ，，，cm 2平行度<1分 常用波长1064/532nm 分色镜λ1λ2技术参数 订购信息 BST PCV K925.43100010/900°1064BST-PCV -材料直径中心厚度曲率半径透射率反射率入射角波长----/--T R PCV PCX ：：平凹平凸33技术参数 订购信息 DIM K925.43R1064/T532BST 45° BST-DIM -材料直径厚度反射波长透过波长入射角 ---/-R T K9K9 FS ：：熔石英
3-1 #平面镜#平面反射镜，曲率半径无穷大，它是唯一能成完善像的最简单的光学元件。 #镜像#使一个右（或左）手坐标系的物体经光学系统后成左（或右）手坐标系的像，这种像叫镜像。 #一致像#与物坐标系一致的像，简称一致像。 #连续一次像#双平面镜成像时，依次通过两个反射面所成的像。 3-2 #平行平板#由两个相互平行的折射平面构成的光学元件。 3-3 #反射棱镜#将一个或多个反射面磨制在同一块玻璃上形成的光学元件。 #棱镜光轴#光学系统的光轴在棱镜中的部分称为棱镜的光轴，一般为折线。 #主截面#工作面之间的交线构成棱，垂直于棱的平面。 #简单棱镜#只有一个主截面，所有工作面都与主截面垂直。 #屋脊棱镜#交线位于棱镜光轴面内的两个相互垂直的反射面构成屋脊面，具有屋脊面的棱镜称为屋脊棱镜。 #立方角锥棱镜#三个反射面相互垂直，底面是一个等腰三角形，为入射面和出射面，光线从任意方向从底面入射，经三个直角面反射后，出射光线始终平行于入射光线。 #复合棱镜#由两个以上棱镜组合起来形成复合棱镜。 #成像方向判断#根据一定的规则判断棱镜系统的成像方向。 #棱镜展开#利用一等效平行玻璃平板来取代光线在反射棱镜两折射面之间的光路。 3-4 #折射棱镜#工作面由两个折射面构成的棱镜。
#光楔#折射角很小的折射棱镜。 #色散#由于同一透明介质对于不同波长的单色光具有不同的折射率，白光经过棱镜后将被分解为各种不同颜色的光，在棱镜后将会看到各种颜色，这种现象称为色散。 3-5 #平均折射率#在夫朗和费谱线中D光波长处的折射率。 #平均色散#夫朗和费谱线中F光波长和C光波长处的折射率之差。 #阿贝常数# 定义为(n D-1)/(n F-n C) #部分色散#任意一对谱线的折射率之差。 #相对色散#部分色散与平均色散之比。
多面反射镜的超精密切削 一、多面反射镜 过去多面反射镜只用作测量角度的标准光学元件，在一般情况下，是用它作为测量回 转工作台分度精度的角度标准。随着科学技术的发展，多面反射镜的用途也在不断地扩 大，目前广泛地用于激光扫描的装置中，即让多面反射镜高速回转，使照射在多面反射镜上的激光束进行扫描。利用多面反射镜制作的激光扫描装置用途很广，例如在激光打印 机上使激光通过多面反射镜在感光鼓筒上进行扫描，而实现高速印刷。除此之外，还在检查轧制钢板的表面缺陷及检查胶片等的缺陷，零件、物品等的识别，用a岛激光淬火、焊接等装置上都要使用多面反射镜。在上述的各种用途中，以用在激光打印机上的多面反 射镜精度最高、最有代表性。图7-20所示是激光打印机的原理图。多面反射镜是构成激 光打印机的核心零件，只有多面反射镜的精度高，反射率高，打印机才能有高的析像度，像汉字、画像这样复杂的图像才能高速地印刷。因此要求多面反射镜的几何形状精度高，反 射镜面的粗糙度R。值低。图7—21所示是激光打印机用多面反射镜的技术要求。从图中225 可以看出，镜体的平行度和平面度精度均为0．5f,tm，镜面的角度误差在1“～y，而镜面所 要求的粗糙度为R，0．01,ttm，平面度要求为A／5～2／10(Ne—Ni激光A=0．682 8『』m)c 在一般情况下，作为激光反射镜必须满足 的加 工精度是：形状精度(平面度)低于0．1“m， 表面粗 糙度R。0．01弘m，表面反射率大于85％， 而且没有 散乱光和衍射光。
过去因多面反射镜形状复杂，对几何形状精度和表面粗糙度的要求很高，故多采用研磨的方法进行加工。图7—22为其工艺路线，因为加工工艺复杂，效率较低，所以成本很高。 近来由于多面反射镜用途的不断扩大，用研臃方法进行加工已远远满足不了要求，因而开发了丹j 铜及铜铝系合金等软金属以及塑料等材料，采用金刚石刀具超精密切削加工出多面反射镜的技术，其工艺路线见图7-23。 加工多面反射镜采用超精密切削与采用研磨 相比，可以看出：采用超精密切削，工艺路线大大地 l一感光滚筒：2一激比发振器； 3～数字信号：4一电fi十算机； 5一变调器；6-一激光束放大器； 7一多【酊反射镜；8一壤焦透镜。
中文名称：前反射镜 英文名称：Reflector mirror 在光学玻璃的背面，通过真空镀膜镀一层金属银(或铝)薄膜，使入射光反射的光学元件。采用高反射比的反射镜可使激光器的输出功率成倍提高;且是第一反射面反射，反射图像不失真，无重影，为前表面反射作用。如采用普通反射镜为第二反射面，不仅反射率低，对波长无选择性，而且易产生重影。而采用镀膜膜面反射镜，得到的图象不仅亮度高，而且精确无偏差，画质更清晰，色彩更逼真。前表面反射镜广泛为光学高保真扫描反射成像之作用。 前反射镜玻璃基本参数： 厚度標準平坦度高平坦度選擇 0.55mm-2.3mm10/10/ 13 mm12/12/ 2”8/8/ 2” 4 mm 12/12/ 2”8/8/2” 20/20/ 4” ,16/16/ 4” 5 mm12/12/ 2”8/8/ 2” 20/20/4” ,16/16/ 4”12/12/4” ,10/10/ 4” 6 mm12/12/ 2”8/8/ 2” 4/2/2”, 2/2/ 2”10mm4/2/ 2”2/2/ 2” 反射率Reflection rate HR-94 (400~700波长平均达到94%以上,成像通用标准) For Scanner，Copier，PTV，OHP---等 HR-97- # ，HR-98- # （某个颜色光波长达到97%以上） For Scanner，PTV，LCD Projector ---等 HR-780-A，HR-780-B （红外线波长达到97%以上） For LBP(Laser Beam Printer) or other OA digital Products 1. 適用范圍 此規格書是針對深圳加加力光电科技有限公司制造的Scanner用表面鏡的品質、規格所制定的。 2. 材料 用於表面鏡的原片玻璃：浮法玻璃適用。 2-1.根據玻璃厚度划分的種類： 根據厚度分為以下几種。
河南工业职业技术学院 Henan Polytechnic Institute 毕业设计 题目高精度平面光学零件加工工艺系别光电工程系 专业精密机械技术 班级 姓名 学号 指导教师 日期
毕业设计任务书 设计题目： 高精密平面光学零件加工工艺 设计要求： 1.熟悉高精度平面光学零件加工的工艺，达到图纸的设计要求。 设计任务： 1．画出高精度平面光学零件加工原理图； 2.根据图纸要求选用合适的加工方法； 3．写出详细毕业设计说明书（10000字以上），要求字迹工整，原理叙述正确，会计算主要元器件的一些参数，并选择元器件。 设计进度要求： 第一、二周：收集选题资料；在图书馆查看书籍，在实践中听取师傅的教导，在网上查找各类相关资料尽量使资料完整、精确。 第三、四周：熟悉相关技术，将收集到的资料仔细整理分类，及时与导师进行沟通。将设计的雏形确立起来 第五、六周：根据毕业设计格式确定、撰写毕业设计； 第七、八周：准备答辩 指导教师（签名）：
摘要 光学平面零件是指由光学平面作为工作面的光学零件。它包括平晶、平行平板、平面反射镜、光楔、滤光片及棱镜等。由两个互相平行的光学平面构成的光学零件系统称为平行平板。 通常以平面光学零件的面形精度和角度精度来衡量平面制造的精度，并以此将平面光学零件区分为高精度零件、中精度零件和一般精度零件。 平面面形精度为N＝o．5～o．1，△ N＝o．1以上；角度精度为20〞～ 5〞以上的零件，称为高精度平面光学零件。属于这类的光学零件有平面平行零件、平面样板、棱镜、多面体等。高精度平面的抛光除需要很好地解决加工中的装夹变形、热变形、应力变形、重力变形等问题外，还应采用先进的加工技术和精密的测试手段。 这篇设计主要介绍，高精度平面零件的加工过程，指出加工过程中存在的问题，总结经验以及所得到的体会。 关键词：：平面零件、加工要求、抛光、精度
第18卷 第12期 2010年12月 光学精密工程 O ptics and Precision Enginee ring V ol .18 N o .12 Dec .2010 收稿日期:2010-09-25;修订日期:2010-10-27. 基金项目:国家自然科学基金重点资助项目(N o .61036015) 文章编号 1004-924X (2010)12-2557-07 高精度离轴凸非球面反射镜的加工及检测 张 峰 (中国科学院长春光学精密机械与物理研究所光学系统先进制造技术中国科学院重点实验室,吉林长春130033) 摘要:为了提高离轴凸非球面反射镜的面形精度和光轴精度,研究了离轴凸非球面反射镜的加工与检测技术。首先,描述了离轴三反消像散(TM A )光学系统以及作为该光学系统次镜的离轴凸非球面反射镜的光学参数和技术指标。然后,介绍了非球面计算机控制光学表面成型(CCOS )技术及FSG J 非球面数控加工设备。最后,给出了非球面研磨阶段检测用的轮廓测量法和离轴凸非球面抛光阶段检测用的背部透射零位补偿检测法,并对背部透射零位补偿检测中离轴凸非球面反射镜光轴精度的控制技术进行了研究。检测结果表明:采用背部透射零位补偿检测法检测得到的离轴凸非球面反射镜的面形精度为0.017λ(均方根值,λ=0.6328μm );用Leica 经纬仪测量反射镜的光轴精度其结果达到9.4″,满足光学设计技术指标要求。 关 键 词:凸离轴非球面;计算机控制光学表面成型;轮廓测量;背部透射零位补偿检测;光轴精度中图分类号:T H703;T Q 171.68 文献标识码:A doi :10.3788/O P E .20101812.2557 Fabrication and testing of precise off -axis convex aspheric mirror ZH ANG Feng (K ey Laboratory of Optical S ystem Ad vanced Manu f acturing Technology ,Changchun I nstitute of Optics ,Fine Mechanics and P hysics ,Chinese Academy o f Sciences ,Changchun 130033,China )A bstract :To im pro ve the fine surface figure accuracy and optical axis accuracy of an o ff -axis co nvex aspheric mirro r ,the fabricatio n and testing techno logies o f the off -axis convex aspheric mirror w ere studied .Firstly ,a Three Mirror Anastig mat (TM A )o ptical sy stem and the specification requirements of the seco nd off -axis convex aspheric mirror in the TM A optical system w ere presented .Then ,the technique of Computer -controlled Optical S urfacing (CCOS )fo r manufacturing the asphe ric mirror and the FSGJ num erical control machine fo r processing asphe ric surface w ere introduced .Finally ,the con -to ur testing in a lapping stage and the back transmission null testing in a polishing stage for the co nvex aspheric mirro r w ere described ,and the co ntro lling technolo gy fo r the optical axis accuracy of off -axis convex aspheric mirro r w as studied .The testing results indicate that the surface fig ure accuracy and the o ptical axis accuracy of the off -axis convex aspheric mir ro r are 0.017λRMS and 9.4″,respectively .All the specificatio ns of the off -axis convex aspheric mir ro r can meet the requirements of the optical desig n .Key words :off -axis convex aspheric surface ;Computer -co ntrolled Optical Surfacing (CCOS );contour testing ;back transmissio n null testing ;optical axis accuracy
本技术公开了一种基于平面反射镜的物体全方位三维测量方法，首先是搭建摄像机和投影仪组成的条纹投影轮廓术系统，将贴附有标定纸条的左平面反射镜和右平面反射镜设置在被测物体后面，使用投影仪向被测物体投出相移条纹，并触发摄像机同步采图，将缠绕相位图解算为绝对相位图，由绝对相位得到被测物体的三维点云数据，并用标定纸条对平面反射镜进行标定，实现通过单次测量即可得到物体全方位的三维点云数据，最后利用ICP迭代算法对点云进行配准，使点云之间相同的部分尽可能地重合。本技术具有低成本，简单高效，高精度的优势。 技术要求 1.一种基于平面反射镜的物体全方位三维测量方法，其特征在于步骤如下： 步骤一：搭建基于平面反射镜的条纹投影轮廓术系统，首先搭建摄像机和投影仪组成的条纹投影轮廓术系统，然后将贴附有标定纸条的左平面反射镜和右平面反射镜设置在被测物体后面，调节贴有标定纸条的平面反射镜的位置，通过平面反射镜的反射作用，摄像机同时观察到被测物体的三个视角的信息； 步骤二：投影相移条纹并采图，使用投影仪向被测物体投出相移条纹，并触发摄像机同步采图； 步骤三：求解相位并重构点云，对于步骤二中采集到的条纹图案，采用基于条纹投影的相移轮廓术解算出不同频率条纹下的缠绕相位图，随后利用时域相位解缠算法，将缠绕相位图解算为绝对相位图，利用投影仪和摄像机的标定参数，由绝对相位得到被测物体的三维点云数据； 步骤四：用标定纸条对平面反射镜进行标定，即利用步骤二和步骤三中的方法对平面反射镜上面的标定纸条的三维信息进行重构，得到标定纸条的三维空间姿态信息，并进行平面拟合，用以近似代替平面反射镜的空间姿态信息，计算拟合平面的单位法向量以及世界坐标系原点到拟合平面的距离，完成两块平面反射镜的标定工作； 步骤五：三维点云的转换，根据步骤四得到的平面反射镜的标定参数，计算得到左右平面镜反射镜中三维点云数据到真实世界坐标系的转换矩阵，从而将左右平面镜中的三维点云数据转化到物体实际所在的统一的世界坐标系下，以此方式实现通过单次测量即可得到物体全方位的三维点云数据； 步骤六：三维点云的配准，利用ICP迭代算法对点云进行配准，使点云之间相同的部分尽可能地重合。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤一中，一块标定纸条贴附在左平面反射镜的下部偏左部位，另一块标定纸条贴附在右平面反射镜的下部偏右部位，调节平面反射镜的位置，使两块平面反射镜的交线正对被测物体和投影仪，左平面反射镜、右平面反射镜的夹角在115°-125°之间，以摄像机观察到的三个像均匀分布在视场中，互不重合，且三个像不被标定纸条遮挡。 3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤二中，利用基于条纹投影的相移轮廓术，使用投影仪向被测物体投出一系列正弦条纹图案，经过物体漫反射后被摄像机同步采集，采集到的光强表示为：
全方位反射镜（1D ） 对1D 光子晶体，在立体空间中有完全带隙结构，在不同方向传播的光子的带隙有重合部分，使在一定的频率范围内的光子以不同的入射角度射向光子晶体时都被高反射啦，无法透过光子晶体。 物理属性： 1.平行波矢在任何平行于层的界面上都是守恒的，只要照射的光源足够远，在平行方向上结构的平移对称性就不会受到破坏。 2.从空气中入射的光要满足条件w>c|K |||,即在the light line 上面，对应于其上的自有传播模式，而在其下方是从远光源无法到达反射镜的消失模（指数衰减场）。 图15： YZ ：入射平面 Y 方向：平行于层 Z 方向：垂直于层； 两种可能的极化： TM 波（S 极化）：电场垂直于YZ 平面 TE 波（p 极化）：电场在平面内，磁场垂直与平面； 2:132:1=εε，λ4 1堆结构。 w 与ky 关系，能带图： 绿色和蓝色都是传播态。 空白处是消失态（带隙） 红线是the light line ，w=cKy 黄色区域：Ky=0（正入射）全角度反射带（对于给定的频率）。TM 波和TE 波在正入射时反射带是重合的，但随着入射角度变化也会分离；
随着入射角的增大，TM 波和TE 波的反射带向着高频方向移动，并逐渐分离； p 极化在布鲁斯特角（B 点）时对任何频率都出现了透射带，B 出现在两种材料的接口，无反射，两条带相交。 但全向反射不是1D 的一般性质，两个必要条件： 1. 两种介质材料介电常数比要足够大； 2. 其中较小的介电常数还要比周围环境介电常数要大（所以图15选择的介电常数是2不是1，比空气介电常数大） 图16： λ4 1堆结构，图中显示的是全向带隙大小与a εεεε212,的函数关系。 光线是从介电常数为a ε的介质中入射的；2ε>1ε;粉色阴影区是非零全向带隙区。 λ4 1堆结构并不一定可以使全向带隙最大； 若不使用λ4 1堆结构，通过最优化层间距，那图中等高线的位移会小于2%（？）； 若界面不平坦，或有物体靠近界面，平行波失不再守恒，此时，光通常会与晶体中传播的扩展模式耦合，并一起被传输；但可以通过其他对称性，比如旋转对称性代替平移对称性，使光可以在内部定位，同样可以呈现指数衰减模式。
前表面反射镜 它是一种利用反射定律工作的光学元件，反射镜按形状可分为平面反射镜、球面反射镜和非球面反射镜三种，介绍下平面反射镜（前表面反射镜）。 在光学玻璃的前表面，通过真空镀膜镀一层金属银(或铝)薄膜，使入射光反射的光学元件。采用高反射比的反射镜可使激光器的输出功率成倍提高;且是第一反射面反射，反射图像不失真，无重影，为前表面反射作用。如采用普通反射镜为第二反射面，不仅反射率低，对波长无选择性，而且易产生重影。而采用镀膜膜面反射镜，得到的图象不仅亮度高，而且精确无偏差，画质更清晰，色彩更逼真。前表面反射镜广泛为光学高保真扫描反射成像之作用。 应用：广泛应用于扫面仪，投影机，扫描仪，条码机，安防监控系统，舞台灯光、医疗器材等光学应用设备，鑫晨时代提供以下几种。 显微镜用反射镜舞台灯光用反射镜 幻影成像反射镜 JDSU反射镜
激光灯用反射镜面板玻璃 ? ?RGB 投影仪反射镜背投电视用反射镜? ? 开关玻璃设备玻璃 美国进口反射镜前表面反射镜 投影仪反射镜手电筒玻璃盖 扫描仪用反射镜
基本参数： 厚度：0.55mm-2.3mm 10/10/ 13 mm 12/12/ 2”8/8/ 2” 4 mm 12/12/ 2”8/8/2”20/20/ 4” ,16/16/ 4” 5 mm 根据玻璃厚度划分的种类： 0.5mm/0.7mm/1.1mm/1.25mm/1.9mm/2.0mm/3.0mm/4.0mm/5.0mm 反射率Reflection rate HR-94 (400~700波长平均达到94%以上,成像通用标准) For Scanner，Copier，PTV，OHP---等 HR-97- # ，HR-98- # （某个颜色光波长达到97%以上） For Scanner，PTV，LCD Projector ---等
反射镜成像 几何光学成像包括小孔、折射、反射三种形式，其中反射成像在古代最为常见。反射成像也可以分为三种形式：平面镜成像、凸面镜成像、凹面镜成像。 反射镜成像的起源大概是受“以水鉴面”的启发。古人发现平静的水可以照出像来，后来又进一步发现具有光滑表面的物体都能映出像来，由此启示他们去把金属表面打磨光滑，这就导致了古代主要成像工具——铜镜的产生。当铜镜表面曲率不等于零时，相应的铜镜就成了凸面镜或凹面镜。 铜镜的发明在我国非常遥远。出土文物表明，早在商代，就已经有了一定水平的铜镜。商周以后，铜镜日益增多，使用上渐趋普遍，由此促进了人们对其成像的研究。这些研究可以分为成像机理、成像规律及应用几个不同方面。 对于反射成像机理，古人很少从光路角度出发去分析，较多地是一些抽象的哲学议论。《淮南子·原道训》说：“夫镜水之与形接也，不设智故，而方圆曲直弗能逃也。”“与形接”，说明镜子成像是对外部的反映；“不设智故”，说明这种反映完全是客观的，因而是可信的。西晋陆机《演连珠》也说：“镜无畜影，故触形则照。”镜子本身并未贮存像的信息，它一旦接触到外来的光，就能照出相应的像。这种认识，与《淮南子》是一致的。 陆机还说：“鉴之积也无厚，而照有重渊之深。”积，这里指镜的反射面。因为只是一个面，故说其“无厚”。镜子的成像功能就在这个反射面上，认识到这一点，也是一个进步。 相应于成像机理而言，古人对反射成像规律及应用的研究，内容还是比较丰富的。这里我们分别就平面镜、凸面镜、凹面镜三种形式做一叙述。 对于平面镜成像特征，《墨经》中曾有所涉及。墨家称平面镜为正鉴，认为正鉴所成之像是单一的，不像曲面镜那样，存在放大、缩小、正立、倒立等多种情况。平面镜成像，物与像于镜面是对称的。物体移动，像也移动，二者始终对称。物在镜前，像在镜后，像与物是全同的。《墨经》对于平面镜成像特征的记述，文字比较简朴，上述内容是总结了《墨经》该条中心意思后得到的，与平面镜成像的实际情形也一致。 在应用上，古人除了用平面镜作为鉴形之器，还以之作为光路转换装置。《淮南万毕术》说：“高悬大镜，坐见四邻。”这里所说的大镜，指的是凸面镜，因为只有凸面镜，才能具有“坐见四邻”的效果。平面镜只能窥见邻家某一特定角度的情景。但东汉高诱对这一条的注解则无疑涉及到平面镜的反射作用：“取大镜高悬，置水盆于其下，则见四邻矣。”这里水盆的作用就相当于一个平面镜，它把高悬着的凸面镜上的四邻景象，反射给视者。本来，要“坐见四邻”，只需抬头仰视凸面镜即可，但仰视不便，故通过水盆中水的反射而转为俯视。这里水盆的作用就是一个光路转换器，通过它的转换，使得视者能够从比较舒适的角度出发进行观察。 利用平面镜对光的反射作用，可以生成复像。这对古人来说，是不难办到的，只要有两块平面镜在手，便能轻易实现。由此，要考证古人究竟何时实现了用平面镜的多次反射生成复像，没有多大意义，因为文献中反映出的年代肯定远远落后于实际。我们需要了解的，是古人究竟如何记载并解释此事。就记载的清晰度而言，唐代陆德明《经典释文》在注解《庄子·天下篇》有关内容时说了这样一段话：“鉴以鉴影，而鉴亦有影，两鉴相鉴，其影无穷。”这已经对成复像问题做了相当直观的解释。南唐道士谭峭在《化书·形影》中的说明，则更进了一步： “以一镜照形，以余镜照影，镜镜相照，影影相传，不变冠剑之状，不夺黼黻之色。是形也，与影无殊；是影也，与形无异：乃知形以非实，影以非虚，无实无虚，可与道俱。”
文章编号:0258 7025(2005)03 0306 05立方反射镜失调特性的研究 梁 倩,施翔春,付文强 (中国科学院上海光学精密机械研究所,上海201800) 摘要 结合理想坐标系下立方镜镜面微小倾斜后其三个平面法线坐标,利用刚体微量转动的反射法线向量公式,获得非理想立方镜反射矩阵;为了研究在光斜入射时镜面倾斜对出射光方向的影响,利用立方镜绕顶点旋转等效于光斜入射的方法,计算出光束夹角 与单一镜面偏差角 和立方镜旋转角 之间的关系式;对于理想情况下的立方镜,利用几何光学可以证明出射光与入射光不但平行,而且过顶点作任意截面交于两光线所得的两个交点关于顶点对称,从而计算出立方镜绕顶点以外任意轴旋转造成出射光束相对原出射光的偏移量与旋转角关系式,理论计算值与实验数据吻合得很好;介绍了立方镜的制作、调整及检测方法,偏差角的测量与计算.关键词 光电子学;失调;立方镜;反射矩阵中图分类号 T N 248.1 文献标识码 A Misalignment Property Analysis of Corner Cube Reflector LIANG Qian,SHI Xiang chun,FU Wen qiang (Shanghai I nstitute of Op tics and F ine M echanics ,T he Chinese A cademy of S ciences ,S hanghai 201800,China )Abstract T he r eflectio n matr ix o f non ideal corner cube is o bt ained by using the r eflecting nor mal vector equation o f rig id bo dy w ith slight r otation.In o rder to find the effects of dihedral ang le er ro rs o n the emer ging beam,the equivalent pr inciple of co rner cube r otation ar ound a pex is used to calculat e the ang le between the incident beam and the emerg ing beam as a functio n of dihedral angle er ror s and ro tation ang le of corner cube.Fo r an ideal cor ner cube,the emer ging beam is parallel to the incident beam and two int ersect ions that any plane thro ug h the apex cuts the tw o beams must be synmet rical abo ut t he a pex.After cor ner cube r andomly rot ates around apex ,the relat ions betw een the rot ation ang le and offset o f emer ging beam co mpar ing w ith the or ig ina l are investig ated theo retically and ex perimentally.T he results ar e in go od ag reement.T he making ,adjusting and t esting o f the cor ner cube r eflector including the measurement and calculation of the dihedral ang le er ro rs are presented.Key words optoelectro nics;misalig nment;corner cube reflecto r;reflectio n mat rix 收稿日期:2003 12 12;收到修改稿日期:2004 04 14 作者简介:梁 倩(1979 ),女,广西人,中国科学院上海光学精密机械研究所硕士研究生,主要从事激光技术研究.E mail:kadlingzi@hotmail.co m 随着激光技术的不断发展,人们对激光的输出光束质量也有所要求[1~5].如何通过改变激光腔结构设计,提高高功率输出光束质量,是现在面临的主要研究课题.立方镜负支环形非稳腔中的一个重要 组成部分就是立方镜,它具有稳定性好,抗扰动性能强,而且能使腔内激光束产生180 旋转等特点,这就从很大程度上降低了对调整精度的要求.若采用失调灵敏度低,同时又具有良好的模式控制等特点的立方反射镜负支环形非稳腔,使光束在自再现周期内发生旋转或翻转,进而使增益分布不均匀相对 光场得到了均匀化改善,从而提高了光束质量[6]. 很多人对立方镜都作过不少有价值的研究[7~12].立方反射镜具有立方棱镜的特点,即最终出射光光轴与入射光光轴平行而与入射角的变化无关.但是,由于立方镜是由三面全反射平面镜两两垂直放置组合而成的,当面间角并不是恰好精确为90 时,出射光会发生偏离,不再平行于入射光.在立方镜的设计和安装调试过程中,需要了解镜面角度的偏差以及由此造成与出射光偏离之间的关系,以便有效地将安装精度控制在允许的范围内,同时如 第32卷 第3期2005年3月 中 国 激 光 CH INESE JOURNAL OF LASERS Vo l.32,N o.3 M ar ch,2005