菲涅尔衍射 (菲涅尔衍射实验)

菲涅尔衍射

菲涅耳衍射(Fresnel diffraction)指的是光波在近场区域的衍射。在光学研究中,菲涅耳衍射积分式可以用来计算光波在近场区域的传播。

基本介绍

中文名：菲涅耳衍射外文名：Fresnel diffraction性质：光波在近场区域的衍射提出者：惠更斯

命名

在光学里，菲涅耳衍射（Fresnel diffraction）指的是光波在近场区域的衍射，即光源或衍射的图样的屏与衍射孔(障碍物)的距离是有限的。菲涅耳衍射积分式可以用来计算光波在近场区域的传播，因法国物理学者奥古斯丁·菲涅耳而命名，是基尔霍夫衍射公式的近似。

研究历程

经典的标量衍射理论最初是1678年惠更斯提出的，1818年菲涅耳引入干涉的概念补充了惠更斯原理，1882年基尔霍夫利用格林定理，採用球面波作为求解波动方程的格林函式，导出了严格的标量衍射公式。衍射理论要解决的问题是：光场中任意一点的复振幅能否用光场中其它各点的复振幅表示出来。显然，这是一个根据边界条件求解波动方程的问题。惠更斯—菲涅尔提出的子波干涉原理与基尔霍夫求解波动方程所得的结果十分一致，都可以表示成类似的衍射公式。光源和接收屏或二者之一距离衍射屏为有限远时，所观察到的衍射为菲涅尔衍射。基于菲涅耳衍射的重建算法，仅从一幅全息图就能提取被测样本的振幅和位相信息，实时重建原始物体像。雷射束经扩束和空间滤波后分为两束平面波，即物光波O和参考光波R，被测样本首先经过显微物镜放大成像，放大的物光波与参考光相干涉，利用CCD记录形成数字全息图。各个记录元件的相对位置关係如图2所示。调整反射镜，使得参考光波与物光波之间形成适当的离轴参考角θ。数字全息显微术和光学全息术相同，可以在物光波传播途径中的任何位置记录。

原子反射镜

编辑由于菲涅耳衍射机制，原子波入射于由物质形成的相互平行凸脊阵列，会被镜面反射。这效应可以用来实现原子反射镜。