1 引言

在上篇中，我們對常用的光學棱鏡做了介紹，按照功能不同，棱鏡分為色散棱鏡和反射棱鏡兩大類，根據應用場合的不同，棱鏡的結構形式多種多樣，包括直角棱鏡、菱形棱鏡、保羅棱鏡、施密特棱鏡等，在本篇中，我們繼續對單體棱鏡的種類展開介紹，以豐富大家對棱鏡產品的認識和了解。

2 常見的光學棱鏡匯總

2.1 寶恩芬德棱鏡（Bauernfeind prism）

在這類棱鏡中，光束垂直于一個面入射，在棱鏡內部被反射兩次后，從另一個面垂直出射，分為正向使用和反向使用兩種情況，在正向使用時，光束從斜面入射，從短面出射，在反向使用時，則從短面入射，從斜面出射，如下圖所示：

此類棱鏡的特點是，出射光線與入射光束的夾角δ與棱鏡的底部角度α相等，并且棱鏡的另一個底角β等于α的一半。利用這類棱鏡，可以實現入射光束的30°、45°或者60°的角度折轉。由于在棱鏡內部存在兩次反射，因此需要關注光束的能量損失，必要時需要在反射面處鍍上反射膜。

2.2 90度寶恩芬德棱鏡（90°-Bauernfeind prism）

當光束從短面入射，并且入射角和棱鏡的底角都是45度的時候，出射光線將沿垂直于入射光線的方向發出，此時，出射光束與出射表面是不垂直的，光路如下圖所示：

這類棱鏡的特點是，只要光束在內部經歷2次反射，那么即便是入射角有一定的改變，出射光束仍然保持與入射光束垂直。值得注意的是，由于入射光束和出射光束相對于入射面和出射面都是不垂直的，所以在使用此種棱鏡時會引入一定的像差和色散。

2.3 道威棱鏡（Dove prism）

道威棱鏡的橫截面是一個梯形，光束從梯形一側的斜面入射，在棱鏡內部反射一次后，從另一個斜面出射，光路如下圖所示：

從上圖可以看出，正置的像經過道威棱鏡后，被顛倒了180度，因此，道威棱鏡通常作為像旋轉器來使用。由于入射角度與入射面是不垂直的，所以當把道威棱鏡沿反射面展開時，它相當于一個傾斜的平行平板，光束在棱鏡內部會發生色散現象，不同顏色的光束會在出射端平行出射。

2.4 沃拉斯頓棱鏡（Wollaston prism）

在沃拉斯頓棱鏡中，光束垂直于入射表面入射后，被反射兩次，并垂直于出射表面發出，出射光束相對于入射光束的折轉角為90度，如下方左圖所示，

與五角棱鏡的區別是，光束在沃拉斯頓棱鏡內部滿足全反射的條件，可以實現全反射，因此棱鏡表面不需要額外鍍膜。實際中，也可以將兩個阿米西棱鏡膠合起來，組合成一個沃拉斯頓棱鏡來使用，如上方右圖所示，阿米西棱鏡的底角為67.5度。除了上述的兩次反射外，當把光束的入射高度升高時，光束可以在沃拉斯頓棱鏡內部實現四次反射，并垂直于出射表面發出，此時的光束折轉角度也為90度，光路如下圖所示：

2.5 斯普倫格-萊曼棱鏡（Sprenger–Leman prism）

這種棱鏡是以它的發明人命名的，光束垂直于表面入射后，在棱鏡內部反射三次，并沿著原方向出射，出射方向垂直于出射表面，相對于入射光束有一個縱向的平移，光路如下圖所示：

上圖中，棱鏡入射光處的銳角是30度，在這種情況下，光束的平移距離v是光束口徑D的2倍。

2.6 和優特棱鏡（Huet prism）

和優特棱鏡中，光束依然是垂直于入射表面進入、垂直于出射表面發出的，并且出射光束與入射光束同方向，光束在棱鏡內部經歷了5次反射，所以可以實現較大的光束平移量，棱鏡光路如下圖所示：

2.7 角錐棱鏡（Corner cube prism）

角錐棱鏡也稱為回射器（Retroreflector），是由三個互成90度的直角面組成的棱鏡，相當于是從一個正方體上切下來一個角，它可以使入射來的光束，經過內部三次反射后，再沿與入射方向相反的方向出射出去，即可以使光束折轉180度。光束在棱鏡內部的反射是全反射，因此沒有能量損失。角錐棱鏡的實物圖如下圖所示，它常用在激光測長、投影等領域。

2.8 恒偏向棱鏡（Constant deviation prism）

通過選擇合適的光束入射方向，一個常規的三面棱鏡可以提供恒定的光束偏向角度，下面是恒偏向棱鏡的一個例子：

上圖的棱鏡中，長邊與兩個短邊的角度分別為α-β和α+β，當光束從α-β一側的短邊入射時，出射光束相對于入射光束的偏離角δ是與入射光束的入射角無關的，恒定為180°-2α，當然，此時的入射光和出射光都不是垂直入射或出射的。這類的棱鏡有阿貝棱鏡、貝林-布洛卡棱鏡等。

2.9 利特羅棱鏡（Littrow prism）

作為上面提到的恒偏向棱鏡的一個特例，利特羅棱鏡可以將入射的光束原路返回，具備自準直的特性，光路如下圖所示：

2.10楔形棱鏡（Wedge prism）

楔形棱鏡是具有特定楔角的棱鏡元件，一端*厚，一端*薄，如下圖所示

利用楔形棱鏡，可以使透射光束產生方向的偏折。楔形棱鏡另一常見的應用是光束分離，當一束光通過楔形棱鏡時，它被分成兩束，一束反射，一束透射。光束分離的角度可以通過調節棱鏡的角度或改變用來制造棱鏡的材料的折射率來控制，這使得楔形棱鏡廣泛應用于激光系統中。

3 結語

本文中，在上一篇的基礎上，我們對另外10種光學棱鏡的結構做了匯總和介紹，包括Bauernfeind棱鏡，道威棱鏡、角錐棱鏡等。值得注意的是，以上介紹的都是單體的棱鏡，在下一篇中，將會介紹由兩塊或多塊棱鏡組合而成的集成棱鏡，它們也會在光學系統中有較多的應用，敬請大家期待。