Прямоугольное отверстие в непрозрачном экране
Интегральные преобразования оптических сигналов
1) Определить спектр пространственных частот оптического сигнала, записанного на оптический транспарант с функцией пропускания , где D = 15 мм – апертура транспаранта, в схеме оптического процессора, осуществляющего преобразование Фурье, на длине волны l = 0,63 мкм и имеющего линзу с фокусным расстоянием F = 35 мм. 2) Определить энергию, сосредоточенную в основном лепестке и боковых лепестках спектра оптического сигнала. 3) Представить схему оптического процессора, графики исходного сигнала и его спектра. 4) Рассчитать дифракционные картины Фраунгофера для различных типов отверстий.
Расчет спектра сигнала
Исходные данные: - Длина волны λ, мкм: 0,63; - Фокусное расстояние линзы F, мм: 35; - Апертура транспаранта D, мм: 15.
Зададим сигнал на входе транспаранта:
Рисунок 1.1 – Сигнал на входе транспаранта
Функция пропускания транспаранта:
Рисунок 1.2 – Функция передачи транспаранта
Запишем сигнал на выходе транспаранта:
Рисунок 1.3 – Сигнал на выходе транспаранта
Определим спектр сигнала, используя преобразование Фурье:
Рисунок 1.4 – Спектр сигнала
Определим энергию спектра:
Рисунок 1.5 – Энергия спектра сигнала
Рассчитаем энергию, сосредоточенную в основном и боковых лепестках:
Схема оптического процессора представлена на рисунке 1.6. Рисунок 1.6 – Схема оптического процессора
Световая волна Е0 падает на транспарант с функцией пропускания T(Х1). Линза выполняет преобразование Фурье и фокусирует световой пучок на экране, откуда с помощью анализатора спектра получаем информацию о сигнале.
Расчет дифракционных картин Фраунгофера для различных типов отверстий
Прямоугольное отверстие в непрозрачном экране
Получим выражение для интенсивности света в дифракционной картине:
Распределение нормированной интенсивности света при дифракции Фраунгофера на прямоугольном отверстии, представленное на рис.1.7, имеет характерные признаки: ширина главного лепестка равна ∆х=4λF/D, максимальная интенсивность в первом дифракционном максимуме составляет около 4% от интенсивности в центре главного максимума. Рисунок 1.7 – Распределение интенсивности света вдоль координаты х при дифракции Фраунгофера на прямоугольном отверстии при F = 35 мм, D = 15 мм
Проведем исследование. Выясним, как зависит спектр от фокусного расстояния и размеров отверстия
При F = 30 мм, D = 1 мм. Рисунок 1.8 – Распределение интенсивности света вдоль координаты х при дифракции Фраунгофера на прямоугольном отверстии при F = 30 мм, D = 1 мм
При F = 10 мм, D = 3 мм. Рисунок 1.9 – Распределение интенсивности света вдоль координаты х при дифракции Фраунгофера на прямоугольном отверстии при F = 10 мм, D = 3 мм
Популярное: Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (608)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |