反射棱鏡物像坐標變化判斷方法的比較研究

摘 要:在光學設計和光學加工過程中，反射棱鏡的物像坐標變化判斷是非常重要的問題，也是《應用光學》等課程中的教學重點和難點。文中對比研究了四種反射棱鏡的物像坐標變化判斷方法的各自優缺點，并提出了一種簡單高效易記的方法。

關鍵詞:反射棱鏡物像坐標變化判斷

中圖分類號:O435文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)06(a)-0004-01

目前，在現有教材中主要有四種關于反射棱鏡的物像坐標變化的判斷方法，鑒于反射棱鏡的物像坐標變化判斷是在光學設計和光學加工過程中非常重要的問題，也是《應用光學》等課程中的教學重點和難點，為此文中分析這些方法的各有優缺點，以利于理解和應用。

第一種判斷方法，即反彈折轉法:

本方法假設x軸與入射光軸重合，y軸位于棱鏡主截面內，z軸垂直于主截面;x/y/z/表示xyz坐標通過棱鏡系統后像的方向。設想有一支筆，一頭是尖，一頭是尾，將筆垂直光軸放置，并使之與y/軸和z/軸重合，用筆尖代表y/軸和z/軸的方向，將筆沿光軸x移動，先碰到反射面的尖或尾反彈到反射后和光軸垂直的位置，這時筆尖代表的方向就是經過這一反射面后y/軸和z/軸的方向[1]。

方法點評:本方法對于簡單的棱鏡系統雖簡便易行，但不能顯示出規律，尤其對于復雜的棱鏡系統很容易搞錯。

第二種判斷方法:

本方法定義物體的三個坐標分別取:①沿著光軸(如z軸);②位于主截面內(如y軸)③垂直于主截面(如x軸)。按照平面鏡成像的物像對稱性，可以用幾何方法判斷出棱鏡系統對各坐標軸的變換，歸納如下:1)沿著光軸的坐標軸在整個成像過程中始終保持沿著光軸，并指向光的傳播方向?！?br>