PDF《§3—2惠更斯-菲涅耳原理》

2、夫琅禾费衍射:远场衍射 图样特点:光强分布与照明方式及观察位置无关 观察方式:远场或光源的共轭像平面上 ? 菲涅耳衍射衍射属于近场衍射,夫琅禾费衍射属于远场衍射. ? 由衍射积分式原则上可以求解所有的衍射问题,但当波前及衍射屏形 状较为复杂时,求解过程变得复杂、烦琐.一般只在简单情况下的夫 琅禾费衍射或傅里叶光学中使用衍射积分. ? 处理菲涅耳衍射问题,大多采用半定量的菲涅耳半波带法或振幅矢量 叠加法. ? 可以由衍射积分出发利用计算机数值模拟出各种衍射现象. 菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射的仿真实验结果 各种孔径(上)的菲涅耳衍射(中)和夫琅禾费衍射(下)仿真图样 (d) 方孔 (a) 圆孔 (c) 环孔 (b) 圆盘 (e) 三角孔 (f) 剃须刀片 假设:一对互补光屏(透光区域相反)的透光面积分别为ΣA和ΣB,且有 Σ0= ΣA+ΣB,则由积分的线性和可加性可得 ∫∫ ∫∫ ∫∫ Σ Σ Σ Σ ? = Σ ? Σ ?

0 B A d e ~ i d e ~ i d e ~ i i

0 i

0 i

0 r Q E r Q E r Q E kr kr kr λ λ λ P E P E P E

0 B A ~ ~ ~ = + 巴俾涅原理:由一对互补光屏分别在某个给定场点引起的衍射光场复振幅 之和,等于没有光屏情况下,该场点的光振动之复振幅. 即=+巴俾涅原理

三、巴俾涅原理 已知光源发出的光波在自由空间中及透过某个光屏的 复振幅分布,则两者之差即该光波透过相应互补屏的复振幅 分布.在远场条件下,一对互补屏引起的衍射图样具有相同 的形状,只是中心点的强度大小不同而已. 巴俾涅原理的意义