以前的帖子已经解释过了反射、变形和色散棱镜以及它们在光学系统中的应用。今天，我们将解释一种称为Risley prism的棱镜配置。Risley棱镜实际上是两个相互靠近的楔形棱镜，可以独立旋转。这种配置首次用于验光测量眼睛的错位。然而，他们目前的应用已经超越了验光。
设计
Risley棱镜由两个折射率相等的楔形棱镜组成，可用于引导光束绕光轴旋转。第一棱镜以特定角度折射光；然后我们可以旋转棱镜，折射光束将描述一个具有恒定半径的圆形图案。通过添加第二个楔形棱镜，我们可以添加第二个旋转轴。图1显示了一个简单的示意图。
图1。通过在Risley配置中旋转楔形棱镜创建的圆形图案。来自Thorlabs的图片：Risley Prism应用说明
第二个棱镜应比第一个棱镜稍大，以适应较大角度的全光束。每个楔形棱镜的平面相互平行，并垂直于旋转轴。然而，设计中的关键方面是机械支撑。它不仅需要保持每个棱镜的间距和正确定位，还需要允许每个楔形棱镜在任何方向上相互独立地旋转。
应用
Risley棱镜提供了一种紧凑而坚固的配置，可在宽范围内扫描光束。这在振动可能是一个问题的系统中很有吸引力，比如激光雷达或者自由空间通讯。它们也用于空间限制很重要的地方，如共聚焦显微镜. Risley棱镜在扫描应用中比传统常平架安装镜具有一些优势，因为它们提供：
对振动的敏感性较低
大孔径角
低功耗
可在连续模式和离散模式下运行
扫描模式
Risley棱镜的一个独特之处是可以创建扫描模式。图案将根据每个楔形棱镜的旋转方向及其相对角速度而变化。一般来说，Risley棱镜将创建一系列称为玫瑰曲线的图案。其中两种模式如图1所示。有两件事需要注意：第一，线条和圆形图案是玫瑰曲线的子集；第二，几乎每个图案的光轴中心都有一个间隙。
图2。由Risley棱镜创建的玫瑰曲线。来自Thorlabs的图片：Risley Prism应用说明
在确定Risley棱镜是否是您的应用程序的最佳解决方案时要考虑的缺点包括：
在光轴的中心通常有一个“盲点”，这个盲点无法被定向。
它们要求在机械设置上有非常高的公差，以保持系统对齐，同时允许棱镜旋转。
