вопрос по дифракции

Сообщение №3046 от Student 29 мая 2008 г. 16:55
Тема: вопрос по дифракции

На непрозрачный экран имеющий круглое отверстие диаметром D падает сходящий ся пучок излучения, имеющего длину волны λ (см рис.) Причем, D ≈3λ . Необходиомо определить угловое распределение силы излучения I(φ) за экраном.


Отклики на это сообщение:

> На непрозрачный экран имеющий круглое отверстие диаметром D падает сходящий ся пучок излучения, имеющего длину волны λ (см рис.) Причем, D ≈3λ . Необходиомо определить угловое распределение силы излучения I(φ) за экраном.

У Вас совершенно некорректна постановка задачи.
1. Для начала определите, какой пучок приходит на экран: сферическая волна/ гауссов пучок лазера/ etc.?
2. Для нахождения первого приближения возможно взять и Кирхгофовский интеграл, хотя Ваше D≈3λ это всё же не D>>λ. Но, повторяю, для первого приближения сойдёт, если только решения ищем на расстояниях от отверстия L >> λ. Если надо точно "во всий области за экраном", то только точное решение.


> > На непрозрачный экран имеющий круглое отверстие диаметром D падает сходящий ся пучок излучения, имеющего длину волны λ (см рис.) Причем, D ≈3λ . Необходиомо определить угловое распределение силы излучения I(φ) за экраном.

> У Вас совершенно некорректна постановка задачи.
> 1. Для начала определите, какой пучок приходит на экран: сферическая волна/ гауссов пучок лазера/ etc.?
> 2. Для нахождения первого приближения возможно взять и Кирхгофовский интеграл, хотя Ваше D≈3λ это всё же не D>>λ. Но, повторяю, для первого приближения сойдёт, если только решения ищем на расстояниях от отверстия L >> λ. Если надо точно "во всий области за экраном", то только точное решение.

Волновой фронт падающий на экран близок к сферическому.
Точнее условие эксперемента(задачи):
Объектив (на рис не изображен) формирует сходящийся пучок, создающий на экране пятно размером примерно 60-80 мкм. в месте формирования этого пятна устанавливаются сменные торированные диафрагмы различного диаметра(отверстия в экране).Цель установки -определение функции концентрации энергии в пятне, путем регистрации изменения потока излучения при смене диафрагм. Вопрос- какую угловую расходимость (максимальную,по определенному уровню энергии) ,с учетом дифракции на отверстии диафрагмы, будет приобретать пучок излучения за экраном. Эти данные необходимы, чтобы подобрать соответствующую систему регистрации, которая позволит "перехватывать" весь пучок за экраном.


может быть эта статья будет Вам полезна....
point-diffraction interferometer
http://www.optics.arizona.edu/jcwyant/pdf/Published_Papers/Phase_Shifting/InstantaneousPhase-shiftPoint-diffractionInterferometer.pdf


> Волновой фронт падающий на экран близок к сферическому.
> Точнее условие эксперемента(задачи):
> Объектив (на рис не изображен) формирует сходящийся пучок, создающий на экране пятно размером примерно 60-80 мкм. в месте формирования этого пятна устанавливаются сменные торированные диафрагмы различного диаметра(отверстия в экране).Цель установки -определение функции концентрации энергии в пятне, путем регистрации изменения потока излучения при смене диафрагм. Вопрос- какую угловую расходимость (максимальную,по определенному уровню энергии) ,с учетом дифракции на отверстии диафрагмы, будет приобретать пучок излучения за экраном. Эти данные необходимы, чтобы подобрать соответствующую систему регистрации, которая позволит "перехватывать" весь пучок за экраном.

Так бы сразу и сказали. IMHO, нужно не точное решение, а достоверная оценка.
Поэтому предлагаю следующий путь:
1. по Вашему описанию D≈3λ - это диафрагма с минимальным диаметром. Далее будут установлены таковые только большего диаметра. И именно диафрагма с минимальным D даст наибольшую дифракционную расходимость. Поэтому, если система регистрации справится в данном случае, то всё будет OK! и во всех остальных.
2. вполне подойдёт Кирхгофов интеграл для решения, в область near field'а своей системой регистрации мы залезать не будем. Материал экрана нам также в этом случае по барабану.
3. берем стандартную задачу дифракции, когда на экран падает плоская монохроматическая волна, ибо имеем полное право. Интенсивность в диафрагме D≈3λ можем считать практически постоянной (из вашего пятна "размером примерно 60-80 мкм" вырезаем центральную часть), а фазовый фронт - плоским. Т.е. открываем любой учебник и вперёд!
Вот написал последнюю фразу и понял, что облажался. Скажите, чему в Вашем эксперименте равна λ? Если что-то типа 1 мкм (например, Вы в Nd), то всё сказанное - святая правда. Но если в CO2 и λ= 10.6 мкм, то уже нет. Т.е. интенсивность уже не const по сечению. Но это тоже не особый грех, т.к получим оценку сверху.
Наконец, у Вас же легко посмотреть всё экспериментально! Ставите Вашу минимальную диафрагму и смотрите на пучок после неё.
И ещё. Если Вы сидите в видимом диапазоне или ближнем ИК - то сегодня проводить измерения методом диафрагм не есть разумно. Есть же замечательные многоэлементные приёмники, у которых размер пиксела где-то как у вас минимальная диафрагма. Всё сказанное в последнем абзаце - IMHO, разумеется.


> > Волновой фронт падающий на экран близок к сферическому.
> > Точнее условие эксперемента(задачи):
> > Объектив (на рис не изображен) формирует сходящийся пучок, создающий на экране пятно размером примерно 60-80 мкм. в месте формирования этого пятна устанавливаются сменные торированные диафрагмы различного диаметра(отверстия в экране).Цель установки -определение функции концентрации энергии в пятне, путем регистрации изменения потока излучения при смене диафрагм. Вопрос- какую угловую расходимость (максимальную,по определенному уровню энергии) ,с учетом дифракции на отверстии диафрагмы, будет приобретать пучок излучения за экраном. Эти данные необходимы, чтобы подобрать соответствующую систему регистрации, которая позволит "перехватывать" весь пучок за экраном.

> Так бы сразу и сказали. IMHO, нужно не точное решение, а достоверная оценка.
> Поэтому предлагаю следующий путь:
> 1. по Вашему описанию D≈3λ - это диафрагма с минимальным диаметром. Далее будут установлены таковые только большего диаметра. И именно диафрагма с минимальным D даст наибольшую дифракционную расходимость. Поэтому, если система регистрации справится в данном случае, то всё будет OK! и во всех остальных.
> 2. вполне подойдёт Кирхгофов интеграл для решения, в область near field'а своей системой регистрации мы залезать не будем. Материал экрана нам также в этом случае по барабану.
> 3. берем стандартную задачу дифракции, когда на экран падает плоская монохроматическая волна, ибо имеем полное право. Интенсивность в диафрагме D≈3λ можем считать практически постоянной (из вашего пятна "размером примерно 60-80 мкм" вырезаем центральную часть), а фазовый фронт - плоским. Т.е. открываем любой учебник и вперёд!
> Вот написал последнюю фразу и понял, что облажался. Скажите, чему в Вашем эксперименте равна λ? Если что-то типа 1 мкм (например, Вы в Nd), то всё сказанное - святая правда. Но если в CO2 и λ= 10.6 мкм, то уже нет. Т.е. интенсивность уже не const по сечению. Но это тоже не особый грех, т.к получим оценку сверху.
> Наконец, у Вас же легко посмотреть всё экспериментально! Ставите Вашу минимальную диафрагму и смотрите на пучок после неё.
> И ещё. Если Вы сидите в видимом диапазоне или ближнем ИК - то сегодня проводить измерения методом диафрагм не есть разумно. Есть же замечательные многоэлементные приёмники, у которых размер пиксела где-то как у вас минимальная диафрагма. Всё сказанное в последнем абзаце - IMHO, разумеется.

измерения проводяться в ди апазоне 8-14 мкм!с глобаром и набором узклполосных интер.фильтров на длины вонл (8,9,10,11, 12 и т.д.), а также с СО2 лазером на длине волны 10.6 мкм.


> > > Волновой фронт падающий на экран близок к сферическому.
> > > Точнее условие эксперемента(задачи):
> > > Объектив (на рис не изображен) формирует сходящийся пучок, создающий на экране пятно размером примерно 60-80 мкм. в месте формирования этого пятна устанавливаются сменные торированные диафрагмы различного диаметра(отверстия в экране).Цель установки -определение функции концентрации энергии в пятне, путем регистрации изменения потока излучения при смене диафрагм. Вопрос- какую угловую расходимость (максимальную,по определенному уровню энергии) ,с учетом дифракции на отверстии диафрагмы, будет приобретать пучок излучения за экраном. Эти данные необходимы, чтобы подобрать соответствующую систему регистрации, которая позволит "перехватывать" весь пучок за экраном.

> > Так бы сразу и сказали. IMHO, нужно не точное решение, а достоверная оценка.
> > Поэтому предлагаю следующий путь:
> > 1. по Вашему описанию D≈3λ - это диафрагма с минимальным диаметром. Далее будут установлены таковые только большего диаметра. И именно диафрагма с минимальным D даст наибольшую дифракционную расходимость. Поэтому, если система регистрации справится в данном случае, то всё будет OK! и во всех остальных.
> > 2. вполне подойдёт Кирхгофов интеграл для решения, в область near field'а своей системой регистрации мы залезать не будем. Материал экрана нам также в этом случае по барабану.
> > 3. берем стандартную задачу дифракции, когда на экран падает плоская монохроматическая волна, ибо имеем полное право. Интенсивность в диафрагме D≈3λ можем считать практически постоянной (из вашего пятна "размером примерно 60-80 мкм" вырезаем центральную часть), а фазовый фронт - плоским. Т.е. открываем любой учебник и вперёд!
> > Вот написал последнюю фразу и понял, что облажался. Скажите, чему в Вашем эксперименте равна λ? Если что-то типа 1 мкм (например, Вы в Nd), то всё сказанное - святая правда. Но если в CO2 и λ= 10.6 мкм, то уже нет. Т.е. интенсивность уже не const по сечению. Но это тоже не особый грех, т.к получим оценку сверху.
> > Наконец, у Вас же легко посмотреть всё экспериментально! Ставите Вашу минимальную диафрагму и смотрите на пучок после неё.
> > И ещё. Если Вы сидите в видимом диапазоне или ближнем ИК - то сегодня проводить измерения методом диафрагм не есть разумно. Есть же замечательные многоэлементные приёмники, у которых размер пиксела где-то как у вас минимальная диафрагма. Всё сказанное в последнем абзаце - IMHO, разумеется.

> измерения проводяться в ди апазоне 8-14 мкм!с глобаром и набором узклполосных интер.фильтров на длины вонл (8,9,10,11, 12 и т.д.), а также с СО2 лазером на длине волны 10.6 мкм.

Если кто-то знает как корректно записать интеграл Френеля в данном случае(и нужно -ли это делать для оценки, или есть какие-то частные решения)-поделитесь хотя-бы подходом, а то бъюсь уже несколько дней-пока ничего путного не получил!Задача не учебная-просто уже интересно разобраться. Заранее спасибо!


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100