prisme de Littrow

Un prisme de Littrow est un composant optique qui réfléchit la lumière presque directement vers sa source tout en la séparant en ses longueurs d'onde constitutives. Il se compose d'un seul prisme, généralement avec un angle au sommet de 30 à 60 degrés, monté avec son hypoténuse ou sa surface arrière argentée ou revêtue pour agir comme un miroir. La lumière entre par l'une des faces du prisme à l'angle de Brewster, traverse le prisme, se réfléchit sur la surface argentée et ressort par la même face par laquelle elle est entrée.

La caractéristique principale est la géométrie : lorsque la lumière frappe le prisme à l'angle de Brewster, l'angle d'incidence est égal au complément de l'indice de réfraction du prisme. Cet arrangement produit une déviation minimale, ce qui signifie que le rayon réfléchi se déplace presque parallèlement au rayon incident mais spatialement déplacé. Le pouvoir dispersif provient du matériau du prisme lui-même, qui réfracte différentes longueurs d'onde à des angles légèrement différents avant et après la réflexion, de sorte que la lumière rouge et bleue se séparent en traversant.

Les prismes de Littrow sont utilisés dans les spectromètres, les sélecteurs de longueur d'onde et les systèmes de rétroaction optique où une rétroréflexion avec dispersion est nécessaire. Ils sont courants dans les lasers à colorant accordables, où le prisme agit comme un élément de rétroaction dans la cavité laser ; la surface arrière argentée réfléchit la lumière vers le milieu amplificateur, et la rotation du prisme sélectionne la longueur d'onde qui subit la rétroaction maximale et oscille. Le matériau du prisme, souvent du verre ou de la silice fondue, doit être transparent sur la plage de longueurs d'onde d'intérêt et doit avoir un indice de réfraction suffisant pour atteindre l'angle de Brewster sans nécessiter des angles d'incidence excessivement raides.

L'angle d'incidence et l'angle de sortie ne sont presque égaux que lorsque le trajet lumineux est optimisé pour l'incidence de Brewster. Si le prisme est éloigné de cette condition, la déviation augmente et la rétroréflexion se dégrade. La surface argentée est le point faible ; le revêtement peut se dégrader, diffuser la lumière ou absorber sélectivement les longueurs d'onde, de sorte que les performances dépendent de la qualité et de l'entretien du revêtement. La poussière ou la condensation sur la face argentée entraîne une perte de signal significative.

Le prisme porte le nom de l'inventeur du XIXe siècle et est utilisé en ingénierie optique malgré son application relativement étroite. Il occupe une niche entre le simple rétroréflecteur et le spectrographe complet : plus simple qu'un spectromètre à réseau mais plus précis qu'un miroir à large bande, et plus compact qu'un prisme dispersif rotatif non destiné à la rétroréflexion.