دیدن نور با منشورهای نوری

منشورها اجزای نوری اساسی هستند که از خواص انکساری مواد شفاف برای خم کردن و پراکنده کردن پرتوهای نور استفاده می کنند. یک منشور حاوی حداقل دو سطح نوری صیقلی است که نور را بر اساس تغییرات ضریب شکست بین منشور و هوا می‌شکند. منشورها نور را برای کاربردهایی از جمله طیف سنجی، لیزر، میکروسکوپ و فاصله یاب دستکاری می کنند.

اسحاق نیوتن اولین بار در دهه 1600 از منشورهای شیشه ای مثلثی در آزمایشات نوری استفاده کرد. نیوتن نور خورشید را از طریق یک منشور هدایت کرد و رنگ های طیفی را مشاهده کرد که با پراکندگی از هم جدا شده بودند. او نتیجه گرفت که نور سفید شامل تمام طول موج های مرئی است. منشورهای مدرن از توزیع کنترل شده و انعکاس کلی داخلی برای فیلتر کردن، شکافتن، انعکاس و تضعیف نور استفاده می کنند.

ضریب شکست و پراکندگی شیشه منشور تعیین می کند که مسیر نور در سطح مشترک هوا و شیشه چقدر خم می شود. شیشه های چخماق متراکم تر مانند SF6 پراکندگی بالاتری نسبت به شیشه های تاج مانند BK7 نشان می دهند. منشورهای طیف سنجی برای توزیع قوی و یکنواخت بهینه شده اند تا نور سفید را به نوارهای طیفی شفاف پخش کنند. منشورهای Amici از دو نوع شیشه مختلف برای بزرگ‌نمایی جدایی طیفی استفاده می‌کنند.

منشورهای با زاویه قائمه مسیرهای نور فرودی را 90 درجه از طریق بازتاب کلی داخلی هدایت می کنند. هیپوتنوز منشور برای بازتاب کامل پوشش داده شده است. منشورهای پوررو و پنتاپریسم از بازتاب های داخلی متعددی برای معکوس کردن تصاویر یا تغییر بزرگنمایی استفاده می کنند. منشورهای سقفی منشورهای فشرده با زاویه راست هستند که برای دوربین های دوچشمی و پریسکوپ مفید هستند.

منشورهای Dove با استفاده از بازتاب های داخلی متعدد عکس ها را حول محور نوری می چرخانند. آنها اجزای حیاتی در سیستم های اسکن لیزری هستند که تصاویر چرخش وارونه را تثبیت می کنند. منشورهای Abbe نور را مانند منشور کبوتری منحرف می کنند، اما با کاهش انحراف رنگی برای استفاده های طیف سنجی.

تولید منشور مدرن از قالب‌گیری شیشه‌ای دقیق برای ایجاد آرایه‌های منشوری پیچیده و اپتیک‌های نزدیک به شبکه با زوایای دقیق و هزینه کم در مقایسه با سنگ زنی و پرداخت استفاده می‌کند. پوشش‌های نوری انتقال را از طریق منشورها افزایش می‌دهند و مکعب‌های شکاف پرتو قطبی را فعال می‌کنند.

از کشف رنگ‌های تشکیل‌دهنده نور گرفته تا هدایت پرتوهای لیزر، منشورها به پیشرفت کاربردهای اپتیک از طریق توانایی همه‌جانبه‌شان در دستکاری مسیر و ویژگی‌های نور ادامه می‌دهند. هندسه‌های منشوری جدید و ترکیب‌های شیشه‌ای جدید، عملکرد سنجش، تصویربرداری، داده و انتقال انرژی را بیشتر گسترش می‌دهند.