第2章光的衍射技巧.ppt

光 学 OPTICS;§1 光的衍射现象 §2 惠更斯——菲涅耳原理 §3 菲涅耳半波带 §4 菲涅耳衍射(圆孔和圆屏) §6 夫琅禾费单缝衍射 §7 夫琅禾费圆孔衍射 §8 平面衍射光栅 本章小结;§1 光的衍射现象;;缝较大时，光是直线传播的;Photonics日前推出了真正的体积相位全息衍射光栅（VPHDG），该光栅具有优异的性能，如高色散、高效率（对两种偏振模式都是如此）、大带宽、低损耗，采用rugged设计，封装形式包括气密式密封(Hermetic Sealing)和SFF形式．这种光栅采用了Wasatch Photonics的专利技术，可用于密集波分复用（DWDM）、光谱分析和激光腔调谐领域，有助于增强光谱和光信号的分离力度．;;§2 惠更斯——菲涅耳原理;; 优点：①可以直观描述波的传播并简单解释衍射产生的原因； ②可由已知波面求另一时刻的波面．;2·2 菲涅耳对惠更斯原理的改进 衍射积分;2·3 衍射的类型;§3 菲涅耳半波带; 设一个半波带内各点发射的次波振幅相同、相位相同，因为所有半波带面积近似相等，所以P点处次波的振幅仅与r、?有关．; 随半波带序数k 增大，?k 增大，rk 增大，ak 减小．即有a1﹥a2﹥a3 ··· · an-1﹥an．;§4 菲涅耳衍射（圆孔和圆屏）; 讨论：;4·2 圆屏衍射;4·3 波带片;;§6 夫琅禾费单缝衍射;6·2 衍射强度的计算; 求解方法1——菲涅耳衍射积分法：首先确定无限细窄带中次波的振动表达式，然后用积分法求得单缝上所有窄带发射的次波在P点处的合振动的表达式，由该表达式中的振幅即可得衍射强度．;矢量序列圆弧的起点A和终点B的两条切线之夹角代表了A边与B边贡献的两个小扰动之间的相位差，即;相干叠加的合成振幅为;6·3 衍射图样;6·4 衍射图样的特点; 中央亮纹的半角宽度为;;[例] 在单缝衍射中，透镜焦距为0.5m，入射光波长λ=500nm，缝宽b=0.1mm。求：(1)中央明纹宽度; (2)第一级明纹宽度。;[例] 在单缝衍射中，若光源有两种波长，且知第一种光的第一级暗纹与第二种光的第二级暗纹相重合，求： (1) 这两种光波长之间的关系；(2) 在这两种波长的光所形成的衍射图样中，是否还有其它暗条纹相重合？ ;§7 夫琅禾费圆孔衍射; 衍射光强; 衍射图样的特点;§8 平面衍射光栅;表面式光??光栅传感器;多功能光栅光谱仪(单色仪);全息光学元件(光栅) ——苏州大学信息光学工程研究所;8·1 实验装置及现象; 衍射图样的特点;8·2 光栅衍射的强度分布;由图可知，光栅上以同一衍射角θ出射的两相邻衍射光束的相位差为;光栅衍射合强度表达式;; 由单缝衍射因子和缝间干涉因子可求得衍射花样中各种条纹的形成条件及用衍射角?表示的条纹位置：;8·3 双缝衍射;8·4 光栅方程;8·5 谱线的半角宽度;8·6 谱线的缺级; 若j=k(d/b) ，即j 为(d/b) 的整数倍，则第 j 级谱线的振幅为;;8·7 光栅光谱;【例题】 已知平面透射光栅狭缝的宽度b=1.582×10-3mm，若以波长λ=632.8nm的氦氖激光垂直照射在这个光栅上，发现第四级缺级，汇聚透镜的焦距为1.5m. 试求：(1)屏幕上第一级亮条纹与第二级亮条纹的距离；(2)屏幕上所呈现的全部亮条纹数.