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词条 波带片
释义

简介

由透明和不透明圆环交替组成,用以阻挡菲涅耳半波带(见菲涅耳衍射)中的奇数带或偶数带。在点光源照明下,经它能获得高强度的像点波带片的衍射特征给人们许多深刻的启示。经典的菲涅耳波带片(如图[菲涅耳波带片])的制作目前可采用人工绘图,再用照相机两次精缩的方法完成。由此可见,一张波带片对波阵面的改造(变换)作用,相当于既有会聚透镜的作用,又有发散透镜的作用,其衍射场中的主要成分包括有一系列会聚的球面衍射波,和一系列发散的球面衍射波,当然还有沿入射方向照直前进的平面波(或直接透射波)成分。

优点

波带片与透镜相比具有面积大、轻便、可折叠等优点,特别适用于远程通信、光测距和宇航技术中。波带片的焦距随波长的增加而缩短,这恰巧与玻璃透镜的焦距色差相反,两者配合使用有利于消色差。现在可以说,利用衍射规律有意改变波阵面,以造成人们所需要的衍射场,这在经典光学中菲涅耳波带片是一杰作。它属于振幅型黑白光学波带片。现代波带片有振幅型与位相型;有透过率函数只取0和1的黑白型与正弦型波带片;还有声波和微波的波带片。波带片的应用越益广泛,设计和制备各种波带片正发展为一种专门技术。

原理

由透明和不透明圆环交替组成,用以阻挡菲涅耳半波带(见菲涅耳衍射)中的奇数带或偶数带。在点光源照明下,经它能获得高强度的像点。波带片的衍射特征给人们许多深刻的启示。经典的菲涅耳波带片(如图)的制作目前可采用人工绘图,再用照相机两次精缩的方法完成,绘图时波带片的半径,

k=1,2,3…比例刻划,再将单数(或双数)波带涂黑,只让双数(或单数)波带开放。当平行光照明这张平面波带片时,在距离波带片为

有一个主焦点(衍射聚集),其光强可以是自由传播光强的成百上千倍以上。例如一张波带片开放第1,3,5,…,19等十个单数带,按半波带法不难确定主焦点的振幅为A=A1+A3+…+A19≈10A1=20A0,于是光强就是I0的400倍。此外在 f/3,f/5,…等处还有几个次焦点,注意次焦点的衍射光强与主焦点相近,略有下降的原因是倾斜因子所致。更有趣的是,在实焦点的镜像对称位置上还有相应的若干虚焦点。当这张波带片改用点光源照明时,聚集点的位置也随之改变,满足关系

式中Rb分别是点源、焦点与波带片的距离,这个公式可以称为波带片的类透镜成像公式。由此可见,一张波带片对波阵面的改造(变换)作用,相当于既有会聚透镜的作用,又有发散透镜的作用,其衍射场中的主要成分包括有一系列会聚的球面衍射波,和一系列发散的球面衍射波,当然还有沿入射方向照直前进的平面波(或直接透射波)成分。

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更新时间:2024/12/23 23:03:26