光栅的类泰伯效应

【作者】 滕树云； 陈小艺； 程传福；

【机构】 山东师范大学物理与电子科学学院；

【摘要】 光栅的泰伯效应是光栅在菲涅耳衍射中的一个重要特性,它在信息存储、信息编码、印刷以及激光脉冲光束整型等许多领域获得广泛应用。从角谱的观点而言,在光栅衍射后一定距离处光场的空间频谱分布总可用光栅的空间频谱分布与一相位因子的乘积表示,因此衍射光强的角谱分布与光栅透射强度分布相同且不受传输距离的限制,因此光栅的泰伯像不应仅仅存在于菲涅耳衍射区内。此外,在实际实验测量中探测面也并非总是处于菲涅耳衍射区内。因此研究离开光栅较近的传输距离处的衍射光强分布具有实际的意义。本文依据基尔霍夫衍射理论,详细讨论了光栅在菲涅耳衍射深区内的衍射,给出了一维光栅衍射光强分布的一般表达式。通过数值计算,我们发现了在菲涅耳衍射深区内光栅的类泰伯效应,即在一定的传输距离处光栅的衍射光强分布与光栅的周期性空间结构相似但又不完全相同,进而对光栅类泰伯效应的形成机理进行了讨论,并通过数值计算给出了相应的理论证明。衍射光强的空间分布与光栅的空间结构的这些偏差,在实际的实验测量中往往被人们认为由于探测器的噪声以及观察面位置的偏差引起的,因此光栅的这一类泰伯效应一直以来未引起人们的注意。因此本文对于光栅类泰伯像现象的发现不仅是对光栅衍射理论的完善,而且对光栅泰伯效应在实际中的应用也提供了理论依据。更多还原