文档介绍：第二章波动光学Chapter 2 in the text book
1、光是电磁波
2、定态光波复振幅描述
3、波前函数
4、球面波向平面波的转化
5、波前相因子分析法
电磁波能流密度energy fluence —Poynting
坡印亭矢量
光强—平均电磁能流密度(W/cm2)
在可见光波段,介质分子的磁化机构几乎冻结,所以:
于是光强表示为:
或写成:
Polarization 光的偏振、自然光的偏振结构
E和k组成的平面成为偏振面。
没有优势方向
自然光的分解
一束自然光可分解为两束振动方向相互垂直的、等幅的、不相干的线偏振光。
2、Stationary wave, complex 定态光波复振幅描述
超短脉冲(ps,fs,as)激光,在生物、化学、物理等领域有广泛的应用。
(1)空间各点的扰动是同频率的简谐振荡(频率与振源相同); (2)波场中各点扰动的振幅不随时间变化,在空间形成一个稳定的振幅分布严格的定态光波要求波列无限长。
Scalar expression 定态光波的标量表示
(1)
在自由空间
波动方程
各个分量都遵从相同的波动函数。
(2)
复数的模对应振幅,复数的复角对应相位,我们取-号,正号表示相位落后。
复振幅概念:定态波,时间频率单一,我们关心振幅的空间分布A(P)和相位空间分布(P),引进复振幅概念
Plane wave 平面波复振幅及其特点
平面波复振幅的特点:1、振幅为常数
2、线性相因子
Spherical wave 球面波复振幅及其特点
(1)发散球面波 divergent
(2)会聚球面波 convergent
(3)轴外点源
Q(x0,y0,z0)为点源,场点P(x,y,z)
+ 发散,- 会聚,聚散中心(x0,y0,z0)
光强和复振幅的关系
光强空间分布:
3、Wave front function 波前函数
波前Wave front 和波前光学概述
波前”一词指波场中任一曲面,更多地指一个平面,如记录介质、感光底片、接收屏幕、透明的黑白画面等所在的平面的复振幅分布U(x,y)。
波前分析是本课的主脉络,包括:
波前的描述和识别
波前的叠加和干涉
波前的变换和分析
波前的记录和再现