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菲涅耳數

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在光學裏,菲涅耳數(Fresnel number)是一個時常出現於衍射理論的無量綱量。菲涅耳數是因法國物理學者奧古斯丁·菲涅耳而命名。

假設,從光波源發射出的光波,照射於具有一個孔徑的不透明擋板。在擋板的後面,設有展示干涉圖樣的觀察屏。對於這光學系統,菲涅耳數 F 定義為[1]

F\ \stackrel{def}{=}\ \frac{a^{2}}{L \lambda}

其中,a 是孔徑的尺寸(例如半徑),L 是孔徑與觀察屏之間的距離,\lambda 是入射光波的波長

依照 F 數值的不同,衍射理論可以分為兩種特別案例:

假設 F \gg 1 ,則可以應用幾何光學的理論。

雷射[编辑]

菲涅耳數可以用來描述雷射的操作性質。在這裏L 是共振腔長度。由於共振腔越狹窄,高階模的光束越容易因被共振腔的腔壁吸收而衰減,所以,菲涅耳數較低的雷射比較容易產生低階模的光束。[2]

參閱[编辑]

參考文獻[编辑]

  1. ^ Goodman, Joseph. Introduction To Fourier Optics 3rd, illustrated. Roberts and Company Publishers. 2005: pp. 85–86. ISBN 9780974707723. 
  2. ^ Ion, John C. Laser Processing Of Engineering Materials:Principles, Procedure And Industrial Application illustrated. Butterworth-Heinemann. 2005: pp. 61. ISBN 9780750660792.