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第三章 棱镜和棱镜和反射镜反射镜棱镜是光学系统中最常用的光学元件之一，它是由平面围成的光学单元，如图 3.1.1 (a)和 (b) 所示。
按照它们的应用领域可分为两大类。
1) 在光谱仪器类中，棱镜的作用是使光发生色散，也就是说把不同波长的光分散开。
这类棱镜通常称为光谱棱镜；2) 在绝大多数光学仪器中，特别是在成像仪器中所使用的棱镜主要利用光的反射来使光束平移、偏折或改变方向，或者使像的正倒发生改变，如图3.1.1 (b) 所示。
很显然，成像仪器中的棱镜和光谱仪器中的棱镜作用是不同的，前者需要尽量减少或消除光的色散而后者则充分利用棱镜的色散特性。
表面为平面的反射镜除了不具备使光色散的能力之外，它和棱镜的作用基本相同，用作使光束位移、偏折和改变方向，以及改变图像的正倒关系。
为了使入射到反射镜的光尽可能多地反射，必须在其基底材料 (抛光的玻璃或金属表面) 上镀以铝膜或银膜，反射率可达到90％或更高。
然而随着时间的推移，铝层和银层将会逐渐老化，反射率也要随之降低。
而反射棱镜则不同，大多数棱镜的反射面将使光发生全反射，理论上的反射率为100％。
这就不存在反射面的老化问题。
有的棱镜的反射面不符合全反射的条件，同样也需要镀反射膜，这样的膜层也会存在老化问题。
当然，棱镜也有缺点，由于光束在棱镜中要传播一定的长度，对棱镜材料的均匀性和光吸收要求很严格．否则会引起光程差，降低以像质量，引起光能损失等。
另外，与反射镜相比，棱镜的体积较大，重量较重，相应地，成本也会增加。
因此在应用时，要根据实际情况，权衡利弊，合理地选择棱镜和反射镜。
通常，当要求反射的光束口径较大时，最好选择反射镜。
反射光束的口径较小时，最好选择棱镜，因为大尺寸、高质量的棱镜材料很难挑选，即使找到了，成本也很高。
当然，这只是一般的情况，在进行光学设计时，要根据具体情况具体分析。
比如有时出于调控和稳定性考虑，虽然体积大些，也要选择棱镜。
3.1 色散棱镜图3.1.l (a) 是一个典型的色散棱镜。
M 1
M 2
位于与两平面反射镜交棱相垂直平面内的光线，不论它的入射光线方向如何，经两个平面反射镜各反射一次后的出射光线相对于入射光线的偏转角总是等于两平面反射镜夹角的它的偏转方向，则与反射面按反射次序由M 相同；
为了使两反射面之间的夹角不变，可将两个反射面做在同一块玻璃上，以代替一般的双平面反射镜组，这就构成了另一类常用的光学元件——反主截面
工作棱
五角棱镜及五角棱镜的展开
反射棱镜展开后是一块平行平板。
1
αβγ===121'
AC h h du =−=ACD ：111/'/CD AC u du u ==。
