Кубик фотометрический

Ку́бик фотометри́ческий — оптическое устройство, предназначенное для сравнения интенсивностей двух световых потоков^[1][2].

Фотометрический кубик состоит из двух равнобедренных прямоугольных призм, состыкованных друг к другу гранями, расположенными напротив прямого угла этих призм. У одной из призм на контактирующей грани удаляют часть вещества призмы таким образом, чтобы при соприкосновении призм между ними остался воздушный промежуток, а остальные части граней обеих призм образовывали оптический контакт друг с другом^[3].

Воздушный промежуток между гранями призм, находящихся в оптическом контакте друг с другом, нужен для того, чтобы разделить падающее на фотометрический кубик излучение. На рисунке 1 показан ход лучей в фотометрическом кубике. Один пучок света направляется на фотометрический кубик слева (лучи 5 и 5'). Луч 5' в центральной части кубика испытывает полное внутреннее отражение от не имеющего оптического контакта со второй призмой участка воздушного зазора, отклоняется на угол порядка 90° и покидает оптическую систему. Лучи 5 проходят фотометрический кубик без отражения и преломления и направляются в окуляр оптической системы^[4][5].

Второй пучок света направляется на фотометрический кубик снизу (лучи 4 и 4'). Луч 4' испытывает полное внутреннее отражение от грани фотометрического кубика, отклоняется на угол порядка 90° и попадает в окуляр оптической системы, а лучи 4, не испытывая отражения и преломления, покидают оптическую систему^[6].

Таким образом, человек в окуляре наблюдает центральное пятно от источника света 4 и окружающее его кольцо, сформированное лучами от источника 5. Чувствительность глаза позволяет с высокой точностью сравнивать яркости (интенсивности) обоих пучков^[7].

Дальнейшее использование свойств человеческого глаза как детектора зависит от поставленной задачи ― например, манипулируя либо длиной оптического пути, либо оптическими фильтрами или поляризаторами, можно добиться одинаковой яркости пучков 4 и 5 в окуляре оптической системы, то есть выровнять яркость (интенсивность) этих двух пучков^[8].

На рисунке 2 показан светоделительный фотометрический кубик, помещённый в каркас для удобства использования в лабораторных условиях.

Одинаковые яркости или интенсивности сравниваемых пучков используются как измерительный инструмент в приборах визуального измерения ― фотометрах, колориметрах, нефелометрах и др^{[9][10][11][12]}.

Часто фотометрические кубики используются в оптических и физических лабораториях, в оптоэлектронике, учебных лабораториях и физических экспериментах, а также в голографии. Свойства фотометрического кубика используются для изменения направления лазерного излучения.