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12-标量衍射理论4-菲涅耳衍射复习、夫琅-课件.ppt

发布:2018-09-05约3.61千字共26页下载文档
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Fresnel Diffraction: Summary 菲涅耳衍射的三种表示 菲涅耳衍射:例题—泰伯效应 P48: 2.12 菲涅耳衍射:例题—泰伯效应 P48: 2.12 菲涅耳衍射:例题—泰伯效应 P48: 2.12 菲涅耳衍射:例题—泰伯效应 P48: 2.12 菲涅耳衍射:例题 P48: 2.11 §2.4 夫琅禾费衍射与傅里叶变换 Fraunhofer Diffraction and Fourier Transform §2.4 夫琅禾费衍射与傅里叶变换 夫琅和费衍射公式 §2.4 夫琅禾费衍射与傅里叶变换 夫琅和费衍射公式:讨论 夫琅和费衍射区的条件苛刻 例: P48, 2.10题 ??=632.8nm, Rmax = 31mm ?菲涅耳衍射区 z 1.2m 夫琅和费衍射区要求 z 6.3m 与菲涅耳衍射的关系 菲涅耳衍射区包括了夫琅和费衍射区 夫琅和费衍射是菲涅耳衍射的进一步近似 §2.4 夫琅禾费衍射与傅里叶变换 2、一些简单孔径的夫琅和费衍射 §2.4 夫琅禾费衍射与傅里叶变换 简单孔径的夫琅和费衍射:圆孔 §2.4 夫琅禾费衍射与傅里叶变换 简单孔径的夫琅和费衍射:矩孔 §2.4 夫琅禾费衍射与傅里叶变换 简单孔径的夫琅和费衍射:双缝 §2.4 夫琅禾费衍射与傅里叶变换衍射光栅 Diffraction Gratings 线光栅 §2.4 夫琅禾费衍射与傅里叶变换 衍射光栅:线光栅 §2.4 夫琅禾费衍射与傅里叶变换 衍射光栅:线光栅 §2.4 夫琅禾费衍射与傅里叶变换 衍射光栅:余弦型振幅光栅—全息光栅 §2.4 夫琅禾费衍射与傅里叶变换 衍射光栅:余弦型振幅光栅—全息光栅 §2.4 夫琅禾费衍射与傅里叶变换 衍射光栅:余弦型振幅光栅—全息光栅 §2.4 夫琅禾费衍射与傅里叶变换 光栅的分辨本领 §2.4 夫琅禾费衍射与傅里叶变换 光栅的分辨本领 本章的基本概念: 光波的复振幅,平面波复振幅的空间频率,平面波的角谱; 菲涅耳衍射(三种表达形式), 夫琅和费衍射(复振幅分布和强度分布的表达式). 作业 * * u(P,t) = a(P)cos[2pnt - j(P)] U(P) = a(P) e jj(P) l Tx Ty x y k 平面波在x和y方向的空间频率: cosa, cosb 为波矢的方向余弦 U(x0, y0) * hF (x, y) = U(x, y) F.T. F.T. F.T. A0(fx, fy) ? HF(fx, fy) = A (fx, fy) F.T.表达 ? U(x, y) F.T. 空域 孔径平面 脉冲响应 观察平面 频域 余弦型振幅光栅的复振幅透过率为 式中,d 为光栅周期,ab0。观察平面与光栅相距z。用单色平面波垂直照明光栅,当 z 分别取下列各数值时,确定在观察平面上产生的强度分布。 (式中zT称作泰伯距离) (1) (2) (3) 解:采用菲涅耳衍射的频域表达式 输入频谱: 菲涅耳衍射的传递函数: 此传递函数对平面波分量只引起相移 解:采用菲涅耳衍射的频域表达式 输入频谱: 菲涅耳衍射的传递函数: 此传递函数对平面波分量只引起相移 输出频谱: 故: 观察平面的复振幅分布: 在泰伯距离: 与原物的复振幅分布只差一个常数位相因子——自成像 像强度分布: 与原物的强度分布完全相同 思考: 在两个自成像位置的中间位置, 光强度分布如何变化? 自成像发生在泰伯距离的整数倍上. 泰伯距离: # 原物: 像: 单位振幅的单色平面波垂直入射到一半径为a的圆形孔径上,试求菲涅耳衍射图样在轴上的强度分布。 提示 1. 用F.T.表达式, 并取x = y = 0, 圆孔的复振幅透过率 轴上强度分布: 取a=1mm, l=0.633mm, 作出 I(0,0)z 随 z 变化的曲线 提示2. 用极坐标, 积分可求出. z/a 1不满足时, 菲涅耳近似失效 当 时, I (0,0)z = 0 为极小值 当 时, I (0,0)z = 4 为极大值 m的最小值为0, 当 时, 过渡到夫琅和费近似. # 夫琅和费衍射公式及其成立的条件 此条件容易满足. 例如, ??= 632.8nm, Rmax = 31mm ? z1.2m 菲涅耳衍射的F.T.表达式: 上式成立的条件: 如果进一步对系统施加限制, 使得 则衍射过渡到夫琅和费衍射区 d为孔径的最大线度 # 除了一个与传播距离z及观察面坐标有关的位相因子以外,在给定距离z的平面上
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