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施密特-别汉,阿贝-柯尼棱镜透视图,附保罗侧视图。

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发表于 2011-10-20 23:13  | 显示全部楼层 | 阅读模式
本帖最后由 小段 于 2011-10-21 12:51 编辑

早起翻老帖,查维基,弄出个大概来,看来要想消化好,就得弄个实镜下手拆解一番才行。

施密特-别汉棱镜是一种光学棱镜,可以让影像做180°的旋转,通常用在双筒望远镜内做为"图像架设系统"。这个棱镜组由两个被空气隙分离的玻璃棱镜组成,多次的全反射造成影像在垂直方向的翻转,在第二个棱镜的"屋顶" 将影像做了侧向的翻转,一起导致影像180°的旋转。影像的旋向性没有改变。

与双普罗棱镜或阿贝-柯尼棱镜的设计比较,施密特-别汉棱镜更为紧密。但是,大量的反射和空气隙造成的损失也比其他设计为多,因为有些角度是小于全反射的临界角,这些表面还需要光学镀膜处理来提高全反射的效率。

多次的全反射也会造成光的偏极化,导致光在相位上的落后,与菲涅耳菱形造成的效果相似,必须由特别的相位补正镀膜来抑制,以避免对影像产生不必要的干涉现象。


阿贝-柯尼棱镜 是反射型的光学棱镜,用于影像的倒置(旋转180°),经常使用于双筒望远镜和一些望远镜。这型棱镜是以恩斯特·阿贝(Ernst Abbe)和艾伯特·柯尼(Albert Koenig)两人命名的。阿贝-柯尼棱镜由两个玻璃棱镜胶合而成,形成对称的浅V字型组合。光线以垂直表面的方向进入,从30°的斜面产生全反射,然后从一个在底部的"屋顶"切口(两个平面以90°相交会之处)反射,然后光线再从对面的另一个30°的斜面产生全反射,再从垂直的表面射出。

全反射的净效应是将影像在水平和垂直的方向翻转,这造成影像做180°的旋转(没有改变偏手性),并且允许棱镜做为"图像架设系统"。不同于常用的双普罗棱镜,阿贝-柯尼棱镜不会偏移光线的入射线和出射线,使他更利于安置于一些仪器中,在设计上也不若双普罗棱镜那么庞大。

阿贝-柯尼棱镜有时就被简称为"屋顶棱镜 ",但这会造成模拟两可的状况,因为其他形式的屋顶棱镜,例如阿米西棱镜和施密特-别汉棱镜在设计时也会被使用到。阿贝-柯尼棱镜的变形是将屋顶棱镜换成单面镀膜的反射镜镜面,这样的反射镜只会将影像做垂直方向的翻转,而不做横向的翻转,因此会改变影像的旋向性产生相反的感觉。

下面摘自方版老帖中的纲领性结论:
1,阿贝屋脊棱镜有屋脊相干问题,所以需要相位膜修正;因为全部都是全反射,不需要镀膜反射,全反射反射率是100%。

2,别汉施密特棱镜有屋脊相干问题,还有非全反射面问题,所以既需要相位膜修正屋脊相干,又需要高反射镀膜(最新的就是电介质镀膜)来反射。

3,Phase-Coating是针对屋脊棱镜的,由于屋脊棱镜在屋脊面上分为两束,反射以后反相,这两束光在相遇的时候就会发生干涉,解决的方法就是在屋脊面上镀膜补偿相位,镀屋脊面的一边其实就可以,但是由于实际上工艺难以控制,往往两边都镀。由于光线相干在越靠近屋脊线的地方越厉害,所以镀膜是非均匀的,这也就是Phase-Coating的难点。 (引自西光工程师访谈)
蔡司42mm及以上的屋脊镜子都采用了阿比结构棱镜,瞳距比物镜间距稍小,在56mm级别的镜子里最短瞳距比SW有结构上的优势。


附一张保罗镜子的侧视光路图。

jiju少将军的一张图也很形象:
发表于 2011-10-20 23:16  | 显示全部楼层
abbe 屋脊棱镜也有屋脊面,所以也需要镀相位膜校正
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发表于 2011-10-20 23:20  | 显示全部楼层
可是我看这几个面都是全反射,为什么还要相位呢?
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发表于 2011-10-20 23:21  | 显示全部楼层
相位校正镀膜是用于补偿屋脊面的相位干涉,和全反射无关。
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发表于 2011-10-20 23:28  | 显示全部楼层
本帖最后由 小段 于 2011-10-21 08:34 编辑

几十年来,保罗镜几乎已经是观星镜的专用结构了,一说到观星镜,我们的脑袋里就会出现尼康750SP,或者富士750FMT,或者其他的保罗镜.......。这是为什么呢?除了成本价格的原因之外,还有一个原因是屋脊棱镜的产品,对星点的散射光芒压抑效果不好。请大家参看我得另一篇文章《适合天文观测双望的新思考》,上面有两幅照片,分别描述了屋脊棱镜在镀有相位膜和没有镀相位膜的境况下,对灯光散射压抑效果的比较。我相信,随着相位膜等等技术的完善和发展,屋脊棱镜的直筒型将以它出色的携带性和轻量性,毫无悬念的动摇甚至拿下保罗镜在观星镜的霸主地位。另外,有一种棱镜,叫做阿贝棱镜,该棱镜的结构使得它不需要在反光面镀反射膜,因为利用了光线的全反射原理,使得它有同保罗棱镜一样的反射率。我觉得它用在观星双望上前途无限。
所以,我心目中理想的手持观星镜的外形结构,应该是跟SW 的EL系列类似的中空结构的直筒产品,但是棱镜应该是跟蔡司的FL系列类似的阿贝棱镜。

这个是我常看的以为玩家的博客里的文,这里面的观点有要修正的地方吗?谢谢方版主,半夜辛苦

本人最新看法:人家说的也仅仅是阿比亮度高而已,我多想了,以为阿比不需要相位,但是行文间确实会给人这种错觉
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发表于 2011-10-20 23:31  | 显示全部楼层
一直看不懂屋脊棱镜的图片,看来我需要拆解一只屋脊的棱镜看看
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发表于 2011-10-20 23:33  | 显示全部楼层
施密特别汉屋脊棱镜,存在一对屋脊反射面,和一个非全反射面,所以在屋脊面需要相位校正,在非全反射面需要高反射镀膜;
阿贝屋脊棱镜,虽然不存在非全反射面,但同样存在屋脊面,所以仍然需要相位校正。

阿贝屋脊棱镜的长度很大,所以不适合便携产品。
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发表于 2011-10-20 23:38  | 显示全部楼层
funder 发表于 2011-10-20 23:33
施密特别汉屋脊棱镜,存在一对屋脊反射面,和一个非全反射面,所以在屋脊面需要相位校正,在非全反射面需要 ...

哦,其实屋脊结构我看过各种模型图也看不明白,看来只得买一只便宜的拆解一番才能明白屋脊线的概念了,谢谢版主。另外我想请问,如果别汗和阿比都不镀相位膜的话,谁的星芒更小?
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发表于 2011-10-20 23:40  | 显示全部楼层
小段 发表于 2011-10-20 23:38
哦,其实屋脊结构我看过各种模型图也看不明白,看来只得买一只便宜的拆解一番才能明白屋脊线的概念了,谢 ...

半斤八两,其实镀了也还是有
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发表于 2011-10-20 23:42  | 显示全部楼层
小段 发表于 2011-10-20 23:13
蔡司阿比结构棱镜,瞳距比物镜间距稍小,在56mm级别的镜子里比SW更有结构上的优势。无需镀相位膜,观星利器 ...

从这个图还看不出来目镜对着的棱镜好像比物镜端的要小,不过有这种情况。蔡司有很多是这种情况。
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发表于 2011-10-20 23:47  | 显示全部楼层
jiju 发表于 2011-10-20 23:42
从这个图还看不出来目镜对着的棱镜好像比物镜端的要小,不过有这种情况。蔡司有很多是这种情况。

嗯,我刚才看也是感觉这个角度一个显得大,没准是一样大的,但是想请问,如果随着光路的收窄,第3,4次反射的棱镜可不可以做的小一点?就像天文镜子里的光阑一样,越接近目镜光阑通光口越窄,这样既不会造成遮挡,还可以提高镜筒内部的消光。
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发表于 2011-10-20 23:57  | 显示全部楼层
可以做小,但也不能太小,不能小于望远镜的视场圈
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发表于 2011-10-21 00:17  | 显示全部楼层
本帖最后由 小段 于 2011-10-21 08:29 编辑

感谢,方版是我见过的北旅最高效的版主
不过想得到版主的技术支持,总得熬过前半夜才行
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发表于 2011-10-21 05:21  | 显示全部楼层
这个贴得仔细看。。。。。。。
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发表于 2011-10-21 05:27  | 显示全部楼层
有谁说说FL32系列的棱镜结构?
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发表于 2011-10-21 05:54  | 显示全部楼层
zw5307886 发表于 2011-10-21 05:27
有谁说说FL32系列的棱镜结构?

常见的施密特别汉屋脊棱镜
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发表于 2011-10-21 05:56  | 显示全部楼层
funder 发表于 2011-10-21 05:54
常见的施密特别汉屋脊棱镜

谢谢老大!!!
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发表于 2011-10-21 07:16  | 显示全部楼层
看过的星芒最小的是 new el 。
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发表于 2011-10-21 08:22  | 显示全部楼层
本帖最后由 小段 于 2011-10-21 08:25 编辑

下面摘自方版老帖中的纲领性结论:
1,阿贝屋脊棱镜有屋脊相干问题,所以需要相位膜修正;因为全部都是全反射,不需要镀膜反射,全反射反射率是100%。

2,别汉施密特棱镜有屋脊相干问题,还有非全反射面问题,所以既需要相位膜修正屋脊相干,又需要高反射镀膜(最新的就是电介质镀膜)来反射。

3,Phase-Coating是针对屋脊棱镜的,由于屋脊棱镜在屋脊面上分为两束,反射以后反相,这两束光在相遇的时候就会发生干涉,解决的方法就是在屋脊面上镀膜补偿相位,镀屋脊面的一边其实就可以,但是由于实际上工艺难以控制,往往两边都镀。由于光线相干在越靠近屋脊线的地方越厉害,所以镀膜是非均匀的,这也就是Phase-Coating的难点。 (引自西光工程师访谈)
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发表于 2011-10-21 08:28  | 显示全部楼层
还是有点没看懂阿贝柯尼的光线图……
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