《夫朗和費衍射》ppt課件

《《夫朗和費衍射》ppt課件》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、4.2夫朗和費衍射(Fraunhoferdiffraction)對于夫朗和費衍射，觀察屏必須放置在遠離衍射屏的地方。幾何投影區(qū)菲涅耳衍射區(qū)夫朗和費衍射區(qū)M?K1K2K3K44.2.1夫朗和費衍射裝置(Fraunhoferdiffractioninstrument)P的光場，可以看作是開孔處入射波面Σ上各點次波波源發(fā)出的球面次波在P點產(chǎn)生光場的疊加。Σx1y1zxyP(x,y)?z從波面上各點到P點的光線近似平行，所以P點的光場也就是由Σ面上各點沿?方向發(fā)射光場的疊加。Σx1y1zxyP(x,y)?z4.2.1夫朗和費衍射裝置(Fraunhoferdiff

2、ractioninstrument)則由于透鏡f的作用，與光軸夾角為?的入射平行光線將會聚在后焦平面上的P?點。Σx1y1z?x’y?P?(x?,y?)?Lz?=f4.2.1夫朗和費衍射裝置(Fraunhoferdiffractioninstrument)利用透鏡時所得到的衍射圖樣就是不用透鏡時的遠場衍射圖樣，只是空間范圍縮小，光能集中罷了。Σx1y1z’x’y’P’(x’,y’)?Lz’=f4.2.1夫朗和費衍射裝置(Fraunhoferdiffractioninstrument)單色點光源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衍

3、射圖樣。fSzx1xΣCQ??PP0L1L24.2.1夫朗和費衍射裝置(Fraunhoferdiffractioninstrument)可令ē(x1,y1)＝A＝常數(shù)。又因為透鏡緊貼孔徑，z1?f。所以，后焦平面上的光場復(fù)振幅可寫為式中4.2.1夫朗和費衍射裝置(Fraunhoferdiffractioninstrument)式中4.2.2夫朗和費矩形孔和圓孔衍射(Fraunhoferdiffractionsbyrectangleaapertureapertureandacircularaperture)1.夫朗和費矩形孔衍射2.夫朗和費圓孔衍射3.光學(xué)

4、成像系統(tǒng)的分辨本領(lǐng)(分辨率)1.夫朗和費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。baab1.夫朗和費矩形孔衍射下圖是夫朗和費矩形行射裝置的光路圖。abx1y1xyLP0P?y?xCQO1.夫朗和費矩形孔衍射根據(jù)(22)式,透鏡焦平面上P(x,y)點的光場復(fù)振幅為1.夫朗和費矩形孔衍射是觀察屏中心點P0處的光場復(fù)振幅；a、b分別是矩形孔沿xl、y1軸方向的寬度；?、?分別為1.夫朗和費矩形孔衍射則在P(x,y)點的光強度為式中，I0是P0點的光強度，且有。(1)衍射光強分布對于沿x軸的光強度分布，因y＝0，有當?＝0（對應(yīng)于P

5、0點）時，有主極大，IM/I0＝1;在?＝m?(m=±1,±2,…)處，有極小值，IM＝0，與這些?值相應(yīng)的點是暗點。暗點的位置為相鄰兩暗點之間的間隔為(1)衍射光強分布即在相鄰兩個暗點之間有一個強度次極大，次極大的位置由下式?jīng)Q定：(1)衍射光強分布在同一坐標系中分別作出曲線F＝tan?和F＝?，其交點即為方程的解。(1)衍射光強分布光強曲線作圖求解FI／I02.46p頭幾次極大所對應(yīng)的?值：0?1.430?=4.4932?2.459?=7.7253?3.470?=10.904?4.479?=14.075?100.0471800.0169400.0083

6、400.005030主極大極小次極大極小次極大極小次極大極小次極大極小夫朗和費短形孔衍射在y軸上的光強度分布由決定，其分布特性與x軸類似。(1)衍射光強分布在x、y軸以外各點的光強度，可按(27)式進行計算。(1)衍射光強分布顯然，盡管在xOy面內(nèi)存在一些次極大點，但它們的光強度極弱。(1)衍射光強分布1yx0.0470.0160.0470.0160.00070.00220.0470.00220.00070.00070.00220.0470.00220.00070.00020.00070.0160.00070.00020.00020.00070.0160

7、.00070.0002(2)中央亮班矩形孔衍射的光能量主要集中在中央亮斑處，其邊緣在x、y軸上的位置是ba(2)中央亮班中央亮斑面積為該式說明，中央亮斑面積與矩形孔面積成反比,在相同波長和裝置下，衍射孔愈小，中央亮斑愈大。(2)中央亮班但是，由可見，相應(yīng)的P0點光強度愈小。這就說明，雖然光斑變大，但是光強降低。當a?b，即對于矩形孔徑，其衍射圖樣沿x、y方向的形狀雖然一樣，但線度不同。ba(3)衍射圖形狀(3)衍射圖形狀2.夫朗和費圓孔衍射由于光學(xué)儀器的光瞳通常是圓形的，所以討論圓孔衍射現(xiàn)象對光學(xué)儀器的應(yīng)用，具有重要的實際意義。f0S2.夫朗和費圓孔衍射

8、圓孔衍射的討論方法與矩形孔衍射的討論方法相同，只是由于圓孔結(jié)構(gòu)的幾何對稱性，采用