prisma de techo

Un prisma de techo , también llamado prisma Dachkanten o prisma Dach (del alemán : Dachkante , literalmente "borde del techo"), es un prisma reflectante que contiene una sección donde dos caras se unen en un ángulo de 90° , similar al techo de un edificio, de ahí su nombre. La reflexión en las dos caras de 90° produce una imagen invertida lateralmente a través del eje donde se unen las caras.

Una característica de un prisma de techo es que el haz de luz se divide por la mitad: una mitad incide primero en una cara y luego en la otra, mientras que la otra mitad incide de forma inversa. Por lo tanto, un prisma de techo solo puede utilizarse a cierta distancia de los planos focales, ya que el borde del techo podría generar ligeras distorsiones. Además, el ángulo entre las dos caras debe ser muy cercano a 90°, o la calidad de la imagen se degradaría.

El prisma de techo más sencillo es el prisma de techo Amici , y otros diseños comunes de prismas de techo son el prisma Abbe-Koenig , el prisma Schmidt-Pechan y, probablemente el más conocido, el pentaprisma de techo (en la imagen de la derecha).

Contrariamente a la creencia popular, un prisma de Porro no es un prisma de techo, ya que sus dos caras de 90° normalmente no se encuentran y, por lo tanto, no forman una arista de techo.

Las múltiples reflexiones internas provocan un desfase de la luz transmitida que depende de la polarización , de forma similar a un rombo de Fresnel . Este desfase debe corregirse mediante recubrimientos multicapa de corrección de fase aplicados a una de las superficies del techo para evitar interferencias no deseadas y una pérdida de contraste en la imagen. Los recubrimientos prismáticos dieléctricos de corrección de fase se aplican en una cámara de vacío con hasta treinta o más capas superpuestas de recubrimiento de vapor, lo que convierte el proceso de producción en algo complejo.

En un prisma de techo sin recubrimiento corrector de fase, la luz polarizada en s y la polarizada en p adquieren fases geométricas diferentes al pasar a través del prisma superior. Cuando los dos componentes polarizados se recombinan, la interferencia entre la luz polarizada en s y la polarizada en p produce una distribución de intensidad diferente perpendicular al borde del techo en comparación con la distribución a lo largo del borde. Este efecto reduce el contraste y la resolución de la imagen perpendicular al borde del techo, produciendo una imagen inferior en comparación con la obtenida mediante un sistema de prisma de Porro . Este efecto de difracción en el borde del techo también puede observarse como un pico de difracción perpendicular al borde del techo generado por puntos brillantes en la imagen. En óptica técnica, esta fase se conoce como fase de Pancharatnam [ ^{1 ] , y en física cuántica ,} un fenómeno equivalente se conoce como fase de Berry ^{[ 2 ]} .

Este efecto se puede observar en el alargamiento del disco de Airy en la dirección perpendicular a la cresta del tejado, ya que se trata de una difracción debida a la discontinuidad en la cresta del tejado.

Los efectos de interferencia no deseados se suprimen mediante la deposición por vapor de un recubrimiento dieléctrico especial, conocido como recubrimiento de compensación de fase, en las superficies superiores del prisma de techo. Este recubrimiento de corrección de fase o recubrimiento P en las superficies superiores fue desarrollado en 1988 por Adolf Weyrauch en Carl Zeiss ^{[ 3 ].} Otros fabricantes pronto lo adoptaron, y desde entonces los recubrimientos de corrección de fase se utilizan de forma generalizada en binoculares de prisma de techo de calidad media y alta . Este recubrimiento corrige la diferencia en la fase geométrica entre la luz polarizada en s y en p, de modo que ambas tengan efectivamente el mismo desplazamiento de fase, evitando la interferencia que degrada la imagen. ^{[ 4 ]}

Desde un punto de vista técnico, la capa de recubrimiento de corrección de fase no corrige el desplazamiento de fase real, sino la polarización parcial de la luz resultante de la reflexión total. Dicha corrección solo se puede realizar para una longitud de onda seleccionada y un ángulo de incidencia específico ; sin embargo, es posible corregir aproximadamente un prisma de techo para luz policromática superponiendo varias capas. ^{[ 5 ]} De esta manera, desde la década de 1990, los binoculares con prisma de techo también han alcanzado valores de resolución que antes solo se podían lograr con prismas de Porro. ^{[ 6 ]} La presencia de un recubrimiento de corrección de fase se puede comprobar en binoculares sin abrir utilizando dos filtros de polarización. ^{[ 3 ]}

• https://www.knivesandtools.com/en/ct/binoculars-glossary-roof-prism.htm
• https://lookforword.net/binoculars/roof-prisms/
• https://www.bestbinocularsreviews.com/blog/cheap-binoculars-roof-or-porro-prism-best-02/
• https://www.academia.edu/104618010/Roof_prisms_and_phase_coatings