简介

夫琅禾费衍射是指光源和接收屏距离衍射屏均为无限远时发生的衍射现象，即入射光和衍射光都是平行光，也被称为远场衍射。

单缝夫琅禾费衍射场与数字仿真

单缝夫琅禾费衍射场的解析解

为在较小的距离内观测夫琅禾费衍射，通过透镜在其后焦平面获得夫琅禾费衍射分布（如图2）。图中衍射屏为一维狭缝，在x0方向为有限宽度a，y0方向认为无限大宽度，衍射只发生在x0方向上。在狭缝后面放置透镜，透镜主轴通过狭缝中点与狭缝垂直，由狭缝每一次波源发射的次波，相同传播方向的次波聚焦于后焦平面相同的点。

搭建光学模型

首先搭建一个平面，在光学模型中点击常用面，在下拉菜单中选择平面，在基础信息中勾选上光点计算，在孔径中类型选择为矩形，x半孔径和y半孔径设置为1.5mm，位置为(0,0,2)，材料一和材料二均设为Air，膜层选择全吸收膜层。
然后创建一个矩形弧，在光学模型中选择组合体与曲线，在下拉菜单中选择矩形弧，在基础信息中，将X半轴设置为0.1mm，Y半轴设置为1mm，位置为(0,0,2)，材料一设置为Air，材料二设置为Simple，膜层设置为无膜层。
打开之前创建的平面的对话框，在布尔运算中右键选择新增，选择矩形弧，位置设为正，这样就形成了一个单缝。
接下来搭建理想透镜，在光学模型中选择透镜，在下拉菜单中选择理想透镜打开对话框。在基础信息中，选择类型为指定焦距，焦距设为7mm。在孔径中，类型选择为圆形，x半孔径和y半孔径均设置为1.5mm。位置设为(0,0,3)。
然后搭建探测平面，在光学模型中点击常用面，在下拉菜单中选择平面，打开平面设置对话框。在基础信息中勾选上光点计算，在孔径中选择类型为矩形，将x半孔径和y半孔径均设置为1mm。位置设为(0,0,10.0001)。材料一和材料二均选择Air，膜层为全吸收膜层。
创建光源，在光源中选择光束光源打开设置对话框，在基础信息中将名称改为GBD场光源。在空间分布中，选择空间振幅分布为矩形超高斯，高斯x向束腰半径设为0.5mm，高斯y向束腰半径设为1mm，超高斯阶数为30。在光谱数据中选择类型为单色光，单色波长设为0.8微米。在高斯分解参数中，采样方式选择为矩形，X方向GB个数和Y方向GB个数均设置为31，GB重叠系数设置为2。在场采样参数中，将X半宽设为0.5mm，Y半宽为1mm，X采样点数和Y采样点数均为100。位置为(0,0,0)。
创建探测器，在主菜单光学模型的探测器中选择相干探测器。在基础参数中，面型选择探测平面，类型选择场X最大值和Y最大值均设为0.1mm，X最小值和Y最小值均设为-0.1mm，网格数X和网格数Y均设为121，视图选择XY，分析面选择探测平面。
搭建完成的光学模型如下：

结果与分析

单缝夫琅禾费衍射场OAS计算模型如图4所示，包括平行光源、狭缝、透镜以及探测器。

单缝夫琅禾费衍射场OAS计算模型计算结果，如图5所示，给出了衍射强度的分布曲线，衍射场在x轴上的变化满足sinc函数的平方规律，在y方向有很小的发散。