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 encuentran en un ángulo de 90° , similar al techo de un edificio y de ahí el nombre. La reflexión de las dos caras de 90° devuelve una imagen que se invierte lateralmente a través del eje donde se encuentran las caras.
Una característica de un prisma de techo es que el haz se divide en dos, de modo que una mitad del haz incide primero en una cara y luego en la otra, mientras que la otra mitad del haz está invertida. Por lo tanto, un prisma de techo solo se puede utilizar con cierta distancia a los planos focales, o el "borde" del techo introduciría ligeras distorsiones. Además, el ángulo entre las dos caras tiene que ser muy cercano a los 90°, o la calidad de la imagen se degradaría.
El prisma de techo más simple es el prisma de techo Amici , aunque otros diseños comunes son el prisma de Abbe-Koenig , el prisma de Schmidt-Pechan y, probablemente, el más conocido es el pentaprisma de techo (en la foto de la derecha).
Contrariamente a la creencia popular, un prisma de Porro no es un prisma de techo, ya que las dos caras de 90° del prisma de Porro normalmente no se encuentran y, por lo tanto, no forman un borde de techo.
Las múltiples reflexiones internas provocan un desfase dependiente de la polarización de la luz transmitida, de forma similar a un rombo de Fresnel . Esto se debe suprimir mediante recubrimientos de corrección de fase multicapa aplicados a una de las superficies del techo para evitar efectos de interferencia no deseados y una pérdida de contraste en la imagen. Los recubrimientos de prismas de corrección de fase dieléctrica se aplican en una cámara de vacío con quizás treinta o más capas de recubrimiento de vapor superpuestas diferentes, lo que hace que sea un proceso de producción complejo.
En un prisma de techo sin un revestimiento corrector de fase, la luz polarizada en s y la luz polarizada en p adquieren cada una una fase geométrica diferente a medida que pasan a través del prisma superior. Cuando se recombinan los dos componentes polarizados, la interferencia entre la luz polarizada en s y la luz polarizada en p da como resultado una distribución de intensidad diferente perpendicular al borde del techo en comparación con la que se produce a lo largo del borde del techo. Este efecto reduce el contraste y la resolución en la imagen perpendicular al borde del techo, lo que produce una imagen inferior en comparación con la de un sistema de montaje de prismas porro . Este efecto de difracción del borde del techo también puede verse como un pico de difracción perpendicular al borde del techo generado por puntos brillantes en la imagen. En óptica técnica, esta fase también 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 ver en el alargamiento del disco de Airy en la dirección perpendicular a la cresta del techo, ya que se trata de una difracción de la discontinuidad en la cresta del techo.
Los efectos de interferencia no deseados se suprimen depositando por vapor un revestimiento dieléctrico especial conocido como revestimiento de compensación de fase en las superficies del techo del prisma de techo. Este revestimiento de corrección de fase o revestimiento P en las superficies del techo fue desarrollado en 1988 por Adolf Weyrauch en Carl Zeiss [3]. Otros fabricantes siguieron pronto el ejemplo y, desde entonces, los revestimientos de corrección de fase se utilizan en todos los binoculares de prisma de techo de calidad media y alta. Este revestimiento corrige la diferencia de fase geométrica entre la luz polarizada s y p, de modo que ambas tienen efectivamente el mismo cambio de fase, lo que evita la interferencia que degrada la imagen. [4]
Desde un punto de vista técnico, la capa de corrección de fase no corrige el desfase real, sino la polarización parcial de la luz que resulta de la reflexión total. Esta corrección siempre se puede realizar solo para una longitud de onda seleccionada y para un ángulo de incidencia específico ; sin embargo, es posible corregir aproximadamente un prisma de techo para la luz policromática mediante la superposición de varias capas. [5] De esta manera, desde la década de 1990, también los binoculares con prisma de techo han logrado valores de resolución que antes solo se podían lograr con prismas porro. [6] La presencia de un recubrimiento de corrección de fase se puede verificar en binoculares sin abrir utilizando dos filtros de polarización. [3]