3.7菲涅耳衍射解析.ppt

物 理 光 学 国防科技大学光电学院 CH 3-7 菲涅耳衍射frensnel diffraction 在旁轴近似条件下，光波衍射满足 直接计算积分比较复杂。 3.7 菲涅耳衍射 直观求解方法——菲涅耳波带法 3.7.1 菲涅耳衍射的波带方法 1、菲涅耳波带 即 （1）第m菲涅耳波带的半径 菲涅耳波带的面积： 3.7.1 菲涅耳衍射的波带方法 由 （2）菲涅耳数 上式表示在傍轴近似条件下，菲涅耳波带的面积相等。 半径为a的圆孔，所包含的菲涅耳波带数，即菲涅耳数： 夫朗禾费衍射 菲涅耳衍射 有 3.7.1 菲涅耳衍射的波带方法 （3）相位复矢量 菲涅耳积分中： 3.7.1 菲涅耳衍射的波带方法 子波表示为： 上式在复数平面为一复数矢量－相位复矢量 i 2 菲涅耳波带的相位复矢量分析方法 第一个波带片： 3.7.1 菲涅耳衍射的波带方法 分为许多子波带，对应相应的复矢量叠加： 2 菲涅耳波带的相位复矢量分析方法 第一、二个波带片： 3.7.1 菲涅耳衍射的波带方法 对应相应的复矢量叠加： 2 菲涅耳波带的相位复矢量分析方法 第若干个波带片： 3.7.1 菲涅耳衍射的波带方法 对应相应的复矢量叠加： 2 菲涅耳波带的相位复矢量分析方法 3.7.1 菲涅耳衍射的波带方法 对应相应的复矢量叠加： 复矢量另一种形式： 3 圆孔菲涅耳衍射强度分布 3.7.1 菲涅耳衍射的波带方法 菲涅耳波带数分别为5、4、3、2和1时的衍射场 3 圆孔菲涅耳衍射强度分布 3.7.1 菲涅耳衍射的波带方法 菲涅耳波带在3和2之间时，衍射强度的变化 3 圆孔菲涅耳衍射强度分布 3.7.1 菲涅耳衍射的波带方法 菲涅耳波带在3和2之间时，衍射强度的变化 3 圆孔菲涅耳衍射强度分布 3.7.1 菲涅耳衍射的波带方法 观察点偏离光轴时，菲涅耳波带的变化情形，曲线为不同观察点的强度 . 4 平面波圆孔菲涅耳衍射计算 3.7.1 菲涅耳衍射的波带方法 计算原理 第j个半波带对场点P场的贡献为： 波带片的面积为 所有波带片对总场贡献求和 4 平面波圆孔菲涅耳衍射计算 3.7.1 菲涅耳衍射的波带方法 计算原理 半波带对场点P总场的可表示为： 圆孔足够大时p的场为 1 菲涅耳波带片 3.7.2 菲涅耳波带片 偶数波带遮挡 对应相应的复矢量叠加： 奇数波带遮挡： 2 菲涅耳波带片的类透镜作用 3.7.2 菲涅耳波带片 场点为亮点，即菲涅耳波带片等效透镜 对称轴上某一观测点p与波带片的距离z满足 ： 类透镜聚焦由菲涅耳波带片的第一个波带的半径确定 2 菲涅耳波带片的类透镜作用 3.7.2 菲涅耳波带片 多个等效透镜 比如 为等效透镜焦距 3 二元相位型波带片