傅立叶变换光学.pptx
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1、变换光学w处理光的衍射和干涉问题,最基本的方法是研究光的相干叠加。这是传统光学的一般方法。w可以从另外一个角度分析这类问题。入射波场,遇到障碍物之后,波场中各种物理量重新分布。衍射障碍物将简单的入射场变换成了复杂的衍射场。w所以可以从障碍物对波场的变换作用,来分析衍射。w从更广义的角度,不仅仅是相干波场的障碍物,非相干系统中的一切使波场或者波面产生改变的因素,它们的作用都可以应用变换的方法处理。5.1 衍射系统的屏函数衍射系统的屏函数w能使波前的复振幅发生改变的物,统称为衍射屏。w衍射屏将波的空间分为前场和后场两部分。前场为照明空间,后场为衍射空间。w波在衍射屏的前后表面处的复振幅分别称为入射
2、场、透射场(或反射场),接收屏上的复振幅为接收场。入射场 透射或反射场接收场w衍射屏的作用是使入射场转换为透射场(或反射场)。用函数表示,就是透过率或反射率函数,统称屏函数。衍射屏函数屏函数的模。模为常数的衍射屏称为位相型的,如透镜、棱镜等。屏函数的幅角即位相。幅角为常数的衍射屏称为振幅型的,如单缝、圆孔等。相因子判断法 w知道了衍射屏的屏函数,就可以确定衍射场,进而完全确定接收场。w但由于衍射屏的复杂性以及衍射积分求解的困难,完全确定屏函数几乎是不可能的。w只能采取一定的近似方法获取衍射场的主要特征。w了解了屏函数的位相,则能通过研究波的位相改变来确定波场的变化。这种方法称为相因子判断法。w
3、一般都是在傍轴近似下进行判断。波前的相因子 w以原点位相为0,xoy平面上点(x,y)的位相因子w以物点位相为0,xoy平面上点(x,y)的位相因子w以原点位相为0,xoy平面上点(x,y)的位相因子w以物点位相为0,xoy平面上点(x,y)的位相因子透镜的位相变换函数(透过率函数 w透镜的有效口径为D。w忽略透镜的吸收 对于薄透镜,采取傍轴近似,认为镜中的光线平行于光轴。从图上可以求得经透镜后的位相差近轴条件下 可得透镜的位相变换函数为其相因子为 棱镜的位相变换函数(透过率函数)w薄的楔形棱镜,可以得到 棱镜中心处的厚度 二维情况下5.2 夫琅和费光栅衍射的傅里叶频夫琅和费光栅衍射的傅里叶频
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