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° , asemejándose al techo de un edificio y de ahí el nombre. La reflexión de las dos caras de 90° devuelve una imagen volteada lateralmente a lo largo del eje donde se encuentran las caras.
La característica de un prisma de techo es que la viga está dividida por la mitad, con la mitad de la viga golpeando primero una cara y luego la otra cara, mientras que está invertida para la otra mitad de la viga. Por lo tanto, un prisma de techo sólo se puede utilizar a cierta distancia de los planos focales, o el "borde" del techo introduciría 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 simple es el prisma de techo de Amici , siendo otros diseños de prismas de techo comunes el prisma de Abbe-Koenig , el prisma de Schmidt-Pechan y probablemente el más conocido sea el pentaprisma de techo (en la foto de la derecha).
Contrariamente a la idea popular, un prisma de Porro no es un prisma de techo, ya que las dos caras de 90° del prisma de Porro generalmente no se juntan y, por lo tanto, no forman un borde de techo.
Las múltiples reflexiones internas provocan un desfase de la luz transmitida dependiente de la polarización , similar a un rombo de Fresnel . Esto debe suprimirse 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 con corrección de fase dieléctrica se aplican en una cámara de vacío con quizás treinta o más depósitos de capas de recubrimiento de vapor superpuestas diferentes, lo que lo convierte en un proceso de producción complejo.
En un prisma de techo sin revestimiento corrector de fase, la luz polarizada s y la polarizada p adquieren cada una una fase geométrica diferente a medida que pasan a través del prisma superior. Cuando los dos componentes polarizados se recombinan, la interferencia entre la luz polarizada s y polarizada p da como resultado una distribución de intensidad diferente perpendicular al borde del techo en comparación con la que se encuentra a lo largo del borde del techo. Este efecto reduce el contraste y la resolución en la imagen perpendicular al borde del techo, produciendo una imagen inferior en comparación con la de un sistema de montaje de prisma de 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, dicha fase también se conoce como fase Pancharatnam , [1] y en física cuántica un fenómeno equivalente se conoce como fase 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 es una difracción de la discontinuidad en la cresta del techo.
Los efectos de interferencia no deseados se suprimen mediante la aplicación de vapor de un recubrimiento dieléctrico especial, conocido como recubrimiento de compensación de fase, sobre las superficies del techo del prisma de techo. Este revestimiento de corrección de fase o revestimiento P en las superficies del tejado fue desarrollado en 1988 por Adolf Weyrauch en Carl Zeiss [3]. Pronto siguieron otros fabricantes y, desde entonces, los revestimientos de corrección de fase se utilizan de forma generalizada en tejados de calidad media y alta. binoculares de prisma. Este recubrimiento corrige la diferencia de fase geométrica entre la luz polarizada s y p, de modo que ambas tengan efectivamente el mismo cambio de fase, evitando interferencias que degraden la imagen. [4]
Desde un punto de vista técnico, la capa de recubrimiento de corrección de fase no corrige el cambio de fase real, sino más bien la polarización parcial de la luz que resulta de la reflexión total. Esta corrección sólo puede realizarse siempre para una longitud de onda seleccionada y para un ángulo de incidencia específico ; sin embargo, es posible corregir aproximadamente un prisma de tejado para una luz policromática superponiendo varias capas. [5] De este modo, desde los años 90 los binoculares con prisma de techo alcanzan también valores de resolución que hasta ahora sólo se podían alcanzar con prismas de porro. [6] La presencia de un revestimiento de corrección de fase se puede comprobar en binoculares sin abrir utilizando dos filtros de polarización. [3]