張河葉，樊孝賀，鄧 健

1.吉林省萬成集團(tuán)有限公司，吉林長春 130000 2.中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所，吉林長春 130033

多縫夫瑯禾費衍射仿真及實驗研究

張河葉1，樊孝賀2，鄧 健2

1.吉林省萬成集團(tuán)有限公司，吉林長春 130000 2.中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所，吉林長春 130033

本文討論了多縫夫瑯禾費衍射現(xiàn)象，并對衍射中的缺級現(xiàn)象進(jìn)行分析，利用Matlab軟件仿真研究了衍射的光強分布，最后，通過實驗得到衍射圖樣，驗證了對多縫夫瑯禾費衍射的分析。

多縫；夫瑯禾費；衍射

夫瑯禾費衍射作為一種遠(yuǎn)場衍射現(xiàn)象，包含了光的衍射、干涉等理論，本文主要對多縫的夫瑯禾費衍射進(jìn)行分析討論，分別利用軟件仿真和實際實驗得到衍射圖樣，分析其光強分布特性。

1 多縫夫瑯禾費衍射分析

多縫夫瑯禾費衍射現(xiàn)象是光的衍射和干涉共同作用的結(jié)果，單縫的衍射光強分布如下式

由上式可知多縫夫瑯禾費衍射的光強分布是單縫衍射因子和縫間干涉因子共同作用的結(jié)果，正是由于這個原因，當(dāng)縫間干涉因子極大時，光強本應(yīng)是極大值，但是如果在此位置單縫衍射因子極小，光強則是極小值，這種現(xiàn)象被稱為缺級。缺級現(xiàn)象會導(dǎo)致第級的亮條紋消失。多縫夫瑯禾費衍射的光強較強的稱為主極大，光強較弱的稱為次極大，相鄰兩個主極大之間次極小和次極大的數(shù)量和縫數(shù)N有關(guān)，兩個主極大之間有N-1個次極小和N-2個次極大。

2 軟件仿真

本文用Matlab對多縫夫瑯禾費衍射進(jìn)行仿真分析，光柵常數(shù)d與狹縫寬度a的比值為4，狹縫數(shù)量N分別取2、3、4、5，對仿真光強作歸一化處理，分別仿真了單縫衍射因子和縫間干涉因子的光強分布，然后仿真了實際的衍射光強分布，仿真結(jié)果如圖1-圖4。

由仿真實驗可知，多縫夫瑯禾費衍射是單縫衍射和多縫干涉共同作用的結(jié)果，在級處會出現(xiàn)缺級現(xiàn)象，兩個主極大之間有N-1個次極小和N-2個次極大。

3 實驗

進(jìn)行多縫夫瑯禾費衍射的實驗，選取多縫的光柵常數(shù)d=0.04mm，狹縫寬a=0.01mm，多縫數(shù)N分別為2、3、4、5，用平行光照射多縫，接收屏上接收光強如圖5。

圖1 d/a=4，N=2

圖2 d/a=4，N=3

圖3 d/a=4，N=4

O43

A

1674-6708（2015）148-0153-01