夫朗和費(fèi)衍射ppt課件(已修改)
2025-01-31 07:58 本頁面
【正文】 夫朗和費(fèi)衍射 (Fraunhofer diffraction ) 對(duì)于夫朗和費(fèi)衍射，觀察屏必須放置在 遠(yuǎn)離 衍射屏的地方。 幾何投影區(qū) 菲涅耳衍射區(qū) ?夫朗和費(fèi)衍射區(qū) M ? K1 K2 K3 K4 夫朗和費(fèi)衍射裝置 (Fraunhofer diffraction instrument) P 的光場(chǎng)，可以看作是開孔處入射波面 Σ 上各點(diǎn) 次波波源 發(fā)出的球面次波在 P 點(diǎn)產(chǎn)生光場(chǎng)的 疊加 。 Σ x1 y1 z x y P(x,y) ? z 從波面上各點(diǎn)到 P 點(diǎn)的光線近似平行，所以 P 點(diǎn)的光場(chǎng)也就是由 Σ 面上各點(diǎn)沿 ? 方向發(fā)射光場(chǎng)的疊加 。 Σ x1 y1 z x y P(x,y) ? z 夫朗和費(fèi)衍射裝置 (Fraunhofer diffraction instrument) 則由于透鏡 f 的作用，與光軸夾角為 ? 的 入射平行光線將會(huì)聚在后焦平面上的 P? 點(diǎn) 。 Σ x1 y1 z? x’ y? P?(x?,y?) ? L z?=f 夫朗和費(fèi)衍射裝置 (Fraunhofer diffraction instrument) 利用透鏡時(shí)所得到的衍射圖樣就是不用透鏡時(shí)的遠(yuǎn)場(chǎng)衍射圖樣， 只是空間范圍縮小，光能集中罷了 。 Σ x1 y1 z’ x’ y’ P’(x’,y’) ? L z’=f 夫朗和費(fèi)衍射裝置 (Fraunhofer diffraction instrument) 單色點(diǎn)光源 S 、 透鏡 L1 、 開孔 Σ 、 透鏡 L2 的后焦平面上可以觀察到夫朗和費(fèi)衍射圖樣 。 f S z x1 x Σ C Q ? ? P P0 L1 L2 夫朗和費(fèi)衍射裝置 (Fraunhofer diffraction instrument) 可令 ē (x1, y1)＝ A＝常數(shù)。又因?yàn)橥哥R緊貼孔徑， z1 ? f。所以，后焦平面上的光場(chǎng)復(fù)振幅可寫為 11i( 11, d d ( 2 2 )k x x y y fE x y C e x y?? ?? － ＋ ） /（ ） 式中 22i2i ( 2 3 )xykffACef??? ??????? 夫朗和費(fèi)衍射裝置 (Fraunhofer diffraction instrument) 2211111i ii21 1 1 11i( , ) ( , ) d d ( 21)x x y yxykz kkzzeE x y e E x y e x yz??? ???? ??11i( 11, d d ( 2 2 )k x x y y fE x y C e x y?? ?? － ＋ ） /（ ） 式中 22i ( )2i ( 23 )xykffACef???? 11, ( )E x y A?1zf? 夫朗和 費(fèi)矩形孔和圓孔衍射 (Fraunhofer diffractions by rectangle a aperture aperture and a circular aperture) 1. 夫朗和費(fèi)矩形孔衍射 2. 夫朗和費(fèi)圓孔衍射 3. 光學(xué)成像系統(tǒng)的分辨本領(lǐng) (分辨率 ) 1. 夫朗和費(fèi)矩形孔衍射 若 衍射孔是矩形孔 ，則在透鏡焦平面上觀察到的衍射圖樣如圖所示。 b a a b 1. 夫朗和費(fèi)矩形孔衍射 下圖是夫朗和費(fèi)矩形行射裝置的光路圖。 a b x1 y1 x y L P0 P ?y ?x C Q O 1. 夫朗和費(fèi)矩形孔衍射 根據(jù) (22)式 ,透鏡焦平面上 P (x, y) 點(diǎn)的 光場(chǎng)復(fù)振幅為 11/ 2 / 2i(11/ 2 / 20( , ) d dsi n si n ( 24)bak x x y y fbaE x y C e x yE??????????－ )/－= 11i ( ) 11( , ) d d ( 2 2 )k x x y y fE x y C e x y?? ?? － ＋ / 1. 夫朗和費(fèi)矩形孔衍射 11/ 2 / 2i(11/ 2 / 20( , ) d dsi n si n ( 24)bak x x y y fbaE x y C e x yE??????????－ )/－= 是觀察屏中心點(diǎn) P0 處的光場(chǎng)復(fù) 振幅； a、 b 分別是矩形孔沿 xl、 y1 軸方向的寬度； 00 ( 0 , 0 ) E E C a b???、 ? 分別為 ( 2 5 )2 ( 2 6 )2k a xfk b yf???? db x x baa e x e??111i/ 2 / 2i i /21 1 / 2/ 2 / 21d d ( i / )i / i /[c o s ( ) i s i n ( )] [c o s ( ) i s i n ( )]2 2 2 2i/[c o s ( ) i s i n ( )] [c o s ( )
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