Prisma de cuña

El prisma de cuña es un prisma con un ángulo poco profundo entre sus superficies de entrada y salida. Este ángulo suele ser de 3 grados o menos. La refracción en las superficies hace que el prisma desvíe la luz en un ángulo fijo. Al ver una escena a través de un prisma de este tipo, los objetos parecerán estar desplazados en una cantidad que varía con su distancia al prisma.

Para un prisma de cuña en el aire, los rayos de luz que pasan a través del prisma son desviados por el ángulo δ, que está aproximadamente dado por

donde n es el índice de refracción del material del prisma y α es el ángulo entre las superficies del prisma.

El término "cuña óptica" se refiere a cualquier ángulo poco profundo entre dos superficies planas de una ventana. Esta cuña puede variar desde unas pocas millonésimas de grado de paralelismo perfecto hasta tres grados de ángulo. Aunque las ópticas de alta precisión, como las superficies ópticas planas , pueden lapearse y pulirse a niveles extremadamente altos de paralelismo, casi todas las ópticas con caras paralelas tienen una ligera cuña. Este margen de error generalmente se indica en minutos o segundos de arco . Las ventanas fabricadas con una cuña intencional a menudo se denominan prismas de cuña y, por lo general, vienen con ángulos de cuña de uno, dos o tres grados. Existen muchas aplicaciones para los prismas de cuña, incluida la dirección del rayo láser, la determinación de distancias y el enfoque variable.

Se puede usar un par de prismas de cuña, llamados par de prismas de Risley , para dirigir el haz . En este caso, la rotación de una cuña en relación con la otra cambiará la dirección del rayo. Cuando las cuñas se inclinan en la misma dirección, el ángulo del haz refractado se vuelve mayor. Cuando las cuñas se giran para formar un ángulo en direcciones opuestas, se cancelan entre sí y se permite que el rayo pase recto.

Mover una cuña más cerca o más lejos del láser también se puede utilizar para dirigir el rayo. Cuando la cuña se acerca al objetivo (más lejos del láser), el rayo refractado se moverá a través del objetivo. Cuando dos cuñas en direcciones opuestas se deslizan entre sí, se pueden usar para proporcionar un enfoque variable para las cámaras, lo que permite fotografiar objetos a distancias muy diferentes, enfocados, en el mismo plano focal. Este método es común en la fotografía aérea o de vehículos de lanzamiento espacial, cuando la distancia al objeto cambia muy rápidamente. ^{[1] Las} cuñas se utilizaron a veces en la determinación de distancias , combinando la imagen formada por un telescopio con la imagen formada por otro. ^[2]

Figura 1. Vista a través de un prisma de cuña de 10 factores de un árbol "IN".

Figura 2. Vista a través de un prisma en forma de cuña de 10 factores de un árbol "límite".

Figura 3. Vista a través de un prisma en forma de cuña de 10 factores de un árbol "OUT".