Pryzmaty optyczne to precyzyjne elementy optyczne, które regulują kierunek, orientację lub skład spektralny światła za pomocą załamania, odbicia wewnętrznego lub powlekanych powierzchni. W systemach obronnych znajdują one zastosowanie w obrazowaniu, obserwacji, czujnikach elektrooptycznych, optyce podczerwonej, zespołach laserowych, dalmierzach, przyrządach nawigacyjnych oraz kompaktowych architekturach kierowania wiązką.
Na niniejszej stronie przedstawiono dostawców pryzmatów optycznych oferujących pryzmaty kątowe, dachowe, typu Porro, penta, Dove, klinowe, rozdzielające wiązkę, dyspersyjne oraz pryzmaty narożne.
Przeczytaj Przegląd technologii
Optyka termowizyjna: wspierająca doskonałość systemów obserwacji elektronicznej w sektorze obronnym
Precyzyjne rozwiązania optyczne i fotoniczne dla systemów obrazowania, wykrywania i namierzania w sektorze obronnym
Jeśli projektujesz, budujesz lub dostarczasz Pryzmaty optyczne, Załóż profil, aby zaprezentować swoje możliwości i nawiązać kontakt z osobami, które aktywnie poszukują Twoich rozwiązań.
Pryzmat optyczny to przezroczysty element optyczny posiadający wiele płaskich powierzchni ułożonych pod określonymi kątami w celu kontrolowania kierunku, orientacji lub składu spektralnego światła. W zależności od geometrii i materiału, z graniastosłupa można przekierować wiązkę światła poprzez załamanie, całkowite wewnętrzne odbicie lub powlekane powierzchnie odbijające, natomiast inne konfiguracje umożliwiają obrót lub odwrócenie obrazu, rozdzielenie długości fal, rozdzielenie ścieżki optycznej lub skierowanie światła z powrotem w stronę źródła.
Pryzmaty optyczne firmy Torrent Photonics
W systemach optycznych stosowanych w obronności precyzyjne pryzmaty optyczne znajdują zastosowanie w sprzęcie obserwacyjnym, czujnikach elektrooptycznych, systemach obrazowania w podczerwieni, celownikach broni, dalmierzach, zespołach laserowych oraz przyrządach nawigacyjnych. Wymagana geometria pryzmatu, szkło optyczne lub materiał krystaliczny, jakość powierzchni, tolerancja kątowa oraz powłoki są dobierane w zależności od takich czynników, jak długość fali roboczej, ścieżka wiązki, wymagania dotyczące obrazu, dostępna przestrzeń oraz warunki środowiskowe systemu.
Pryzmaty mogą przekierowywać światło pod precyzyjnie kontrolowanymi kątami, umożliwiając konstruktorom złożenie ścieżki optycznej bez konieczności całkowitego polegania na oddzielnie montowanych zwierciadłach. Pryzmaty optyczne kątowe, pięciokątne, rombowe i o podobnych konfiguracjach mogą zatem kierować światło między soczewkami, detektorami, okularami i innymi elementami, przyczyniając się jednocześnie do zachowania kompaktowego układu mechanicznego.
Zespoły pryzmatów są szeroko stosowane do sterowania orientacją obrazu w systemach wizualnych i obrazujących, a różne geometrie zapewniają, w zależności od potrzeb, odwrócenie, przywrócenie, obrót lub wyprostowanie obrazu. Konfiguracje pryzmatów typu Porro, dachowego, Amici, dachowego Schmidta-Pechana, Abbe-Koeniga oraz pryzmatów Dove’a do obracania obrazu są szczególnie przydatne w optyce binokularowej, peryskopach, lunetach i innych przyrządach z bezpośrednim widokiem, w których obraz musi dotrzeć do obserwatora w prawidłowej orientacji.
Pryzmat rozdzielający wiązkę dzieli padające światło na dwie lub więcej ścieżek optycznych, zazwyczaj za pomocą powłoki częściowo odbijającej nałożonej na wewnętrzną powierzchnię graniczną. Wśród konstrukcji wyróżnia się dichroiczne pryzmaty rozdzielające wiązkę oraz niepolarizujące kostki rozdzielające wiązkę, natomiast zespoły pryzmatów dichroicznych i trichroicznych mogą rozdzielać lub łączyć różne pasma spektralne na potrzeby obrazowania wielokanałowego, czujników oraz innych systemów optycznych selektywnych pod względem długości fali.
Pryzmaty dyspersyjne rozdzielają światło, ponieważ współczynnik załamania światła materiału optycznego zmienia się w zależności od długości fali, co powoduje, że różne długości fal opuszczają pryzmat pod różnymi kątami. Konstrukcje pryzmatów równobocznych, dyspersyjnych typu Littrowa oraz typu Pellina-Broca mogą zatem znaleźć zastosowanie tam, gdzie wymagana jest separacja spektralna lub selekcja długości fali, przy czym wynikowe rozdzielenie kątowe zależy zarówno od dyspersji materiału, jak i geometrii pryzmatu.
Pryzmat laserowy może odchylać, zaginać, rozdzielać lub zawracać wiązkę laserową w obrębie zespołu optycznego, zapewniając kontrolowane kierowanie wiązki w urządzeniach do pomiaru odległości, wskazywania celów, wyrównywania, kalibracji oraz wykrywania. Konfiguracje typu „corner cube” mogą również pełnić funkcję retroreflektorów laserowych, ponieważ ich trzy wzajemnie prostopadłe powierzchnie odbijające odbijają padające światło w kierunku zbliżonym do jego źródła w szerokim zakresie kątów padania.
Pryzmaty mogą łączyć w sobie kilka funkcji optycznych w stosunkowo niewielkiej objętości, dzięki czemu sprawdzają się tam, gdzie ścieżki wiązek muszą przebiegać przez ściśle ograniczone obudowy. Mikropryzmaty optyczne i kompaktowe zespoły pryzmatów mogą przekierowywać światło w ograniczonych przestrzeniach, natomiast elementy wielofunkcyjne mogą łączyć w jednym zespole funkcje odbicia, rozdzielania wiązek, orientacji obrazu lub separacji spektralnej.
Geometria pryzm optycznych określa sposób, w jaki światło przechodzi przez element, a tym samym wpływa na to, które konstrukcje najlepiej nadają się do konkretnych zastosowań związanych z obrazowaniem, laserami, obserwacją lub wykrywaniem.
| Typ pryzmatu | Geometria | Podstawowa funkcja optyczna | Typowe zastosowania w sektorze obronnym |
| Pryzmat prostokątny | Trójkątny, 45°–45°–90° | Zapewnia odchylenie wiązki o 90° lub odbicie o 180°, w zależności od sposobu zastosowania pryzmatu. | Systemy obrazowania, optyka laserowa oraz kompaktowe zespoły zwijające wiązkę. |
| Pryzmat równoboczny | Trzy kąty 60° | Rozdziela długości fal poprzez dyspersję spektralną. | Spektrometry oraz systemy czujników wrażliwych na długość fali. |
| Pryzmat Dove’a | Postać ściętego graniastosłupa prostokątnego | Obraca obraz zgodnie z orientacją kątową pryzmatu. | Systemy śledzenia optycznego i orientacji obrazu. |
| Pryzmat Porro | Pryzmat odbijający pod kątem prostym | Łączy odwrócenie obrazu ze złożeniem ścieżki optycznej. | Optyka binokularowa i obserwacyjna. |
| Pryzmat dachowy | Dwie przecinające się, odbijające powierzchnie dachowe | Umożliwia odwrócenie obrazu przy jednoczesnym zagięciu ścieżki wiązki światła. | Kompaktowe systemy celownicze i obserwacyjne. |
| Pryzmat pięciościenny | Pięciościenny pryzmat | Zapewnia stałe odchylenie wiązki o 90°. | Systemy wyrównywania, celowania i metrologiczne. |
| Półpryzmat pięciokątny | Zredukowana geometria pięciokąta | Zapewnia odchylenie wiązki w ramach bardziej kompaktowej geometrii. | Zespoły optyczne do zastosowań w ograniczonej przestrzeni. |
| Pryzmat Schmidta | Pryzmat wielokrotnego odbicia | Łączy w sobie funkcję zagięcia wiązki z orientacją obrazu. | Kompaktowa optyka obrazująca i obserwacyjna. |
| Pryzmat Pechana | Kompaktowy pryzmat wielokrotnego odbicia | Zapewnia kontrolę orientacji obrazu w kompaktowych zespołach pryzmatów. | Systemy obserwacyjne i obrazujące o ograniczonej długości ścieżki optycznej. |
| Pryzmat Schmidta-Pechana | Zespół pryzmatów sparowanych | Wytwarza obraz w pozycji pionowej przy stosunkowo krótkiej ścieżce optycznej. | Lornetki, lunety i systemy obserwacyjne. |
| Pryzmat Amiciego | Konfiguracja pryzm dachowych | Zapewnia wyprostowanie i orientację obrazu. | Optyka bezpośredniego widzenia i celownicza. |
| Pryzmat romboidalny | Geometria równoległoboku | Powoduje równoległe przesunięcie wiązki bez znaczącej zmiany jej kierunku. | Kierowanie wiązki i wyrównanie optyczne. |
| Pryzmat klinowy | Niewielka różnica kątowa między ściankami | Zapewnia precyzyjne odchylenie kątowe wiązki optycznej. | Systemy wyrównywania i sterowania wiązką. |
| Pryzmat narożny | Trzy wzajemnie prostopadłe powierzchnie odbijające | Odbija padające światło w kierunku zbliżonym do jego źródła poprzez retrorefleksję. | Systemy dalmierzowe, śledzące i wyrównujące oparte na laserze. |
Materiał, z którego wykonano pryzmat optyczny, ma wpływ na jego zakres przepuszczalności, dyspersję, współczynnik załamania światła, odporność na warunki środowiskowe, właściwości termiczne oraz kompatybilność z powłokami optycznymi, dlatego wybór materiału należy rozpatrywać łącznie z geometrią pryzmatu i docelowym pasmem spektralnym.
Inne materiały, z których wykonuje się pryzmaty, to kwarc, krzem, siarczek cynku oraz szereg innych szkieł optycznych i kryształów. Wybór najbardziej odpowiedniego materiału zależy zatem od wymaganego pasma długości fal, charakterystyki przepuszczalności, warunków środowiskowych oraz zgodności z wybraną geometrią pryzmatu i powłokami.
Pryzmaty optyczne znajdują szerokie zastosowanie w zespołach wizualnych i obrazujących, ponieważ umożliwiają one zwinięcie stosunkowo długich ścieżek optycznych w kompaktowych obudowach, przy jednoczesnym zachowaniu lub korekcji wymaganej orientacji obrazu. Systemy pryzmatów optycznych typu Porro i dachowego są powszechnie stosowane w optyce lornetkowej, natomiast pryzmaty peryskopowe, pryzmaty lunetowe, pryzmaty celowników optycznych oraz powiązane konfiguracje umożliwiają przekierowywanie i prostowanie obrazów w urządzeniach obserwacyjnych, celowniczych oraz systemach kierowania ogniem.
W systemach elektrooptycznych pryzmaty służą do kierowania światła między optyką obiektywową, filtrami, detektorami i wieloma kanałami czujników, często w ramach ściśle upakowanych zespołów. Elementy szklane i z topionego krzemionki są powszechnie stosowane w systemach działających w zakresie światła widzialnego i bliskiej podczerwieni, natomiast pryzmaty podczerwieni (IR) wykonane z materiałów takich jak german, ZnSe, krzem lub inne media przepuszczające promieniowanie podczerwone mogą obsługiwać podczerwień krótkofalową (SWIR), podczerwieni o średniej długości fali (MWIR) lub architektur optycznych o dłuższych długościach fal, w których wybrany materiał zapewnia odpowiednią przepuszczalność.
Pryzmatyoptyki laserowej zapewniają kontrolowane zaginanie, odchylanie, rozdzielanie i wyrównywanie wiązki w dalmierzach, wskaźnikach celów, oświetlaczach oraz innym sprzęcie elektrooptycznym. Konstrukcje pryzmatów rozdzielających wiązkę, dichroicznych oraz pryzmatów retrorefleksyjnych typu „corner cube” mogą rozdzielać energię lasera między różne kanały optyczne, oddzielać wybrane długości fal lub zapewniać kontrolowane ścieżki powrotne dla funkcji pomiaru odległości i wyrównywania.
Pryzmaty są również stosowane w optycznych urządzeniach śledzących, nawigacyjnych, pomiarowych i referencyjnych, w których wymagane jest precyzyjne kierowanie wiązką lub kontrolowane odchylenie kątowe. Precyzyjne geometrie pryzmatów pozwalają ustalić zdefiniowane osie optyczne, natomiast pryzmaty typu „corner cube” oraz inne reflektory pryzmatyczne zapewniają retrorefleksję w systemach śledzenia i pomiaru laserowego, a kompaktowe zespoły pryzmatów mogą wspierać architektury referencyjne i czujnikowe, w których przestrzeń i wyrównanie podlegają ścisłej kontroli.
Niektóre funkcje pełnione przez pryzmaty można również zrealizować przy użyciu innych elementów optycznych, choć wynikające z tego zachowanie optyczne, obudowa, wymagania dotyczące wyrównania oraz kwestie produkcyjne mogą się znacznie różnić.
Wybór najbardziej odpowiedniego rozwiązania zależy od takich czynników, jak długość fali roboczej, wymagana jakość wiązki, dostępna objętość systemu, wrażliwość na wyrównanie, warunki środowiskowe oraz to, czy wymagane są również takie funkcje, jak orientacja obrazu lub separacja spektralna.
Postępy w dziedzinie produkcji optycznej, materiałów, powłok oraz integracji systemów nieustannie poszerzają możliwości projektowe dostępne dla producentów i dostawców pryzmatów optycznych wykonywanych na zamówienie.
Wszystkie te osiągnięcia pozwalają na projektowanie niestandardowych pryzmatów optycznych, które łączą wiele funkcji optycznych, spełniając jednocześnie rygorystyczne wymagania dotyczące rozmiarów, masy, wyrównania, zakresu długości fal oraz ogólnej wydajności systemu.
Wyszukiwanie firm i produktów
