Что определяет, сколько мощности уходит на каждый порядок дифракции?

Вам нужно всего лишь два шага, чтобы рассчитать распределение интенсивности за мультищелью. Во-первых, вы должны рассчитать картину распределения интенсивности за одной щелью. Во-вторых, вы должны рассчитать аберрацию точечного источника ко всем щелям и к экрану наблюдателя и тем самым суммировать интенсивности во всех интересующих вас точках.

Вы можете сравнить расчеты с реальным экспериментом? Пожалуйста, поделитесь с нами своими результатами.

Физическая установка:

$$\text{light source} \quad \overset{\mathcal{F}}{\underset{\text{(far field)}}{\Longrightarrow}} \quad \text{grating} \quad \overset{\mathcal{F}}{\underset{\text{(far field)}}{\Longrightarrow}} \quad \text{observation screen}$$

где$\mathcal{F}$обозначает преобразование Фурье, известное в оптике Фурье.

Пусть будет одна щель$a(x)$, и обозначим$\delta_D(x)$как гребенка Дирака расстояния$D$. Обозначать$\star$как свертка, решетка:

$$g(x) = a(x) \star \delta_D(x)$$

Предположим, мы освещаем решетку точечным источником света.$\delta(x)$, при ударе о решетку становится плоской волной:

$$\delta(x) \quad \overset{\mathcal{F}}{\underset{\text{(far field)}}{\Longrightarrow}} \quad 1 \cdot g(x) \quad \overset{\mathcal{F}}{\underset{\text{(far field)}}{\Longrightarrow}} \quad \text{sinc}(\pi D_1 x) \cdot \delta_{1/D}(x)$$

где$D_1$($< D$) - ширина одной щели.

Мы определяем интенсивность быть$|\text{sinc}(\pi D_1 x)|^2 \cdot \delta_{1/D}(x)$, т.е. дискретизированный$|\text{sinc}(\pi D_1 x)|^2$выборка в$D$период, который также известен как порядок дифракции.

Пусть коэффициент заполнения определяется как$D_1/D$.

• Если$D_1 = D$, т.е. 100 % коэффициент заполнения, дифракций высших порядков не будет, а только$0^{\text{th}}$.

• Если$D_1 < D$, обычно около 90 % коэффициента заполнения, интенсивность будет содержать такие порядки дифракции:

Таким образом, энергия зависит от коэффициента заполнения.$D_1/D$вашей решетки. Чем больше$D_1/D$, больше энергии на$0^{\text{th}}$-заказ.