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菲涅耳数

发布时间:2023-09-16 17:45:32

在光学里,菲涅耳数(Fresnel number)是一个时常出现于衍射理论的无量纲量。菲涅耳数是因法国物理学者奥古斯丁·菲涅耳而命名。

菲涅耳数简介

在光学里,菲涅耳数(Fresnel number)是一个时常出现于衍射理论的无量纲量。菲涅耳数是因法国物理学者奥古斯丁·菲涅耳而命名。

菲涅耳数

假设,从光波源发射出的光波,照射于具有一个孔径的不透明挡板。在挡板的后面,设有展示干涉图样的观察屏。对于这光学系统,菲涅耳数

定义为

其中,

是孔径的尺寸(例如半径),

是孔径与观察屏之间的距离,

是入射光波的波长。

依照

数值的不同,衍射理论可以分为两种特别案例:

夫琅禾费衍射:

菲涅耳数

菲涅耳衍射:

假设

,则可以应用几何光学的理论。

菲涅耳数激光

菲涅耳数可以用来描述激光的操作性质。在这里

是共振腔长度。由于共振腔越狭窄,高阶模的光束越容易因被共振腔的腔壁吸收而衰减,所以,菲涅耳数较低的激光比较容易产生低阶模的光束。

菲涅耳数菲涅耳积分

菲涅耳积分,常被写作S(x)和C(x)。以奥古斯丁·菲涅耳为名。

菲涅耳积分可由下面两个级数求得,对所有x均收敛。

菲涅耳数

菲涅耳数参阅

菲涅耳积分

菲涅耳区(Fresnel zone)

夫琅禾费距离(Fraunhofer distance)

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