标量衍射理论资料.pdf

第二章标量衍射理论 光波的传播过程就是光波衍射过程 论 理 射 衍 波 量 矢 假设与近似 论 理 射 衍 波 量 标 波动光学 (1)整个光波场内光矢量振动方向 不变,或只考虑光矢量的一个分量; (2)衍射屏的最小尺度远大于波长. 信息光学 (3)观测距离远大于波长． (3)折射率与光强无关. （基础） 本章讲述标量波衍射理论。需要指出的是，在现代衍 射光学、微光学、二元光学及光子晶体分析中，常利 用矢量波衍射理论 2.1 基尔霍夫衍射理论 2.1.1 惠更斯菲涅耳原理和基尔霍夫衍射公式 惠更斯原理 （1678年） 惠更斯菲涅耳原理（1818年） r n ds θ P0 P r ∑ Q 基于惠更斯子波的假设与杨氏干涉原理 描述光传播过程的基本原理 原理：光场中任一给定的 隔开波源与场点的曲面上的 各面元可以看做是子波源，如果这些子波是相干的，则 在波传播的空间上的任一点处的光振动，都可以看做是 这些子波源各自发出的子波在该点相干叠加的结果 r n 其复振幅的数学表达式为 ds θ jkr P0 P r e U Q C U P (k ) ( ) ( ) 0 d θ S ∫∫ ∑ r ∑ Q U P( 0 ) 波面上任一点的复振幅 ∑ — 隔开波源与场点的曲面 (K )θ — 倾斜因子 jkr e — 子波源发出的球面波 缺憾 r (1)子波源相位须人为超前 C — 比例系数