Het licht zien met optische prisma's

Prisma's zijn fundamentele optische componenten die de brekingseigenschappen van transparante materialen gebruiken om lichtstralen te buigen en te verspreiden. Een prisma bevat ten minste twee gepolijste optische oppervlakken die licht breken op basis van veranderingen in de brekingsindex tussen het prisma en de lucht. Prisma's manipuleren licht voor toepassingen zoals spectroscopie, lasers, microscopie en afstandsmeting.

Isaac Newton gebruikte driehoekige glazen prisma's voor het eerst in optische experimenten in de 17e eeuw. Newton richtte zonlicht door een prisma en observeerde de spectrale kleuren, gescheiden door dispersie. Hij concludeerde dat wit licht alle zichtbare golflengten bevat. Moderne prisma's maken gebruik van gecontroleerde distributie en totale interne reflectie om licht te filteren, splitsen, reflecteren en verzwakken.

De brekingsindex en spreiding van het prismaglas bepalen hoeveel het lichtpad buigt op het grensvlak van luchtglas. Dichtere vuursteenglazen zoals SF6 vertonen een hogere dispersie dan kroonglazen zoals BK7. Prisma's voor spectroscopie zijn geoptimaliseerd voor een robuuste en uniforme verdeling om wit licht in heldere spectrale banden te verspreiden. Amici-prisma's maken gebruik van twee verschillende glassoorten om de spectrale scheiding te vergroten.

Rechthoekige prisma's leiden invallende lichtpaden 90 graden om via totale interne reflectie. De hypotenusa van het prisma is gecoat voor volledige reflectie. Porroprisma's en pentaprisma's maken gebruik van meerdere interne reflecties om beelden om te keren of de vergroting te veranderen. Dakkantprisma's zijn compacte rechthoekige prisma's die handig zijn voor verrekijkers en periscopen.

Duifprisma's roteren foto's rond de optische as met behulp van meerdere interne reflecties. Het zijn cruciale componenten in laserscansystemen, die ondersteboven roterende beelden stabiliseren. Abbe-prisma's wijken licht af als een duivenprisma, maar met verminderde chromatische aberratie voor spectroscopisch gebruik.

Bij de moderne productie van prisma's wordt gebruik gemaakt van precisieglasgieten om complexe prisma-arrays en bijna netvormige optica te creëren met nauwkeurige hoeken en lage kosten in vergelijking met slijpen en polijsten. Optische coatings verbeteren de transmissie door prisma's en maken polarisatiebundelsplitterkubussen mogelijk.

Van het ontrafelen van de samenstellende kleuren van licht tot het sturen van laserstralen: prisma's blijven optische toepassingen bevorderen dankzij hun veelzijdige vermogen om het pad en de eigenschappen van licht te manipuleren. Nieuwe prismageometrieën en nieuwe glassamenstellingen breiden de functionaliteit van detectie, beeldvorming, data en energietransmissie verder uit.