[发明专利]棱镜的设计方法、自参考干涉仪及其设计方法和对准系统

权利要求书

1.一种棱镜的设计方法，其特征在于，所述棱镜命名为第一光场旋转棱镜，所述设计方法包括：

建立笛卡尔坐标系XYZ，并在笛卡尔坐标系中设置长方体PEAL1-H1K1B1G1和长方体H1K1B1G1-F1D1J1I1，K1H1方向沿X轴正方向，K1B1方向沿Y轴正方向，K1D1方向沿Z轴正方向；

确定所述第一光场旋转棱镜的三个内反面，分别为第一内反面、第二内反面和第三内反面；所述第一内反面与所述第三内反面分别穿过平面F1D1B1G1的两个相邻顶点，所述第二内反面穿过平面F1D1B1G1的与所述两个相邻顶点不相交的一条边的中点；所述第一内反面穿过的顶点和所述第二内反面穿过的顶点之间的连线与入射到所述第一内反面的光线之间形成的夹角的角平分线方向为所述第一内反面的法线方向；所述第一内反面穿过的顶点和所述第二内反面穿过的顶点之间的连线，以及所述第二内反面穿过的顶点和所述第三内反面穿过的顶点之间的连线，两条连线形成的夹角的角平分线方向为所述第二内反面的法线方向；所述第二内反面穿过的顶点和所述第三内反面穿过的顶点之间的连线与从所述第三内反面出射的光线之间的夹角的角平分线方向为所述第三内反面的法线方向；

调节第一光场旋转角α1的大小实现控制入射光在所述第一光场旋转棱镜中旋转的角度大小；其中，所述第一内反面穿过的顶点与所述第二内反面穿过的中点之间连线在平面H1K1B1G1内的垂直投影为线段T1,所述第三内反面穿过的顶点与所述第二内反面穿过的中点之间连线在平面H1K1B1G1内的垂直投影为线段T2，第一光场旋转角α1为线段T1与线段T2之间形成的夹角。

2.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，还包括：

调节第一棱镜调节角β1的大小实现控制所述第一光场旋转棱镜的形状；其中，第一棱镜调节角β1为所述第一内反面穿过的顶点和所述第三内反面穿过的顶点之间的连线与入射到所述第一内反面的光线之间形成的夹角。

3.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述第一内反面穿过的顶点为B1，所述第三内反面穿过的顶点为D1，所述第二内反面穿过的中点为线段F1G1的中点C1；

入射光线AB1照射在穿过点B1的所述第一内反面上，被所述第一内反面反射形成反射光线B1C1，反射光线B1C1照射到穿过点C1的所述第二内反面上，被所述第二内反面反射形成反射光线C1D1,反射光线C1D1照射在穿过点D1的第三内反面上，被所述第三内反面反射形成反射光线D1E；

其中，点C1’为线段H1G1的中点，α1＝∠B1C1'K1；入射光线AB1依次经所述第一内反面、所述第二内反面以及所述第三内反面反射后光场顺时针旋转角度α1。

4.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述第一内反面所在顶点为G1，所述第三内反面穿过的顶点为F1，所述第二内反面穿过的中点为线段B1D1的中点C1；

入射光线L1G1照射在穿过点G1的所述第一内反面上，被所述第一内反面反射形成反射光线G1C1，反射光线G1C1照射到穿过C1点的所述第二内反面上，被所述第二内反面反射形成反射光线C1F1,反射光线C1F1照射在穿过F1点的第三内反面上，被所述第三内反面反射形成反射光线F1P；

其中，点C1’为线段B1K1的中点，α1＝∠G1C1'H1；入射光线L1G1依次经所述第一内反面、所述第二内反面以及所述第三内反面反射后光场逆时针旋转角度α1。