闪耀光栅原理:把衍射能量集中到一个级次
普通光栅把入射光分散到多个衍射级次,每一级都很暗。本文用单沟槽衍射包络与多缝干涉的乘积解释闪耀光栅如何选择闪耀角,让镜面反射方向对准目标级次,并给出 Littrow 条件 mλ=2d sinθ_B 与闪耀波长的含义。
THE JOURNAL
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普通光栅把入射光分散到多个衍射级次,每一级都很暗。本文用单沟槽衍射包络与多缝干涉的乘积解释闪耀光栅如何选择闪耀角,让镜面反射方向对准目标级次,并给出 Littrow 条件 mλ=2d sinθ_B 与闪耀波长的含义。
本文解释周期光栅后的光场为什么会在自由空间里周期性重现自身图案,给出塔尔博特长度 [公式] 的推导、半程与四分之一程的分数自成像规律,以及相干性对它的限制和几类实际用途。
本文用惠更斯-菲涅耳衍射和巴俾涅原理说明不透明圆盘阴影正中心为什么会出现亮点,并给出圆盘轴上强度恒等于入射强度、圆孔却在 z≈a²/λ 处降为零的可复核对照。
本文从"波前上每一点都是新的子波源"出发,讲清如何用子波包络构造新波前,由此推出反射定律与斯涅尔定律,并解释为什么孔径越小衍射越明显、声波能绕过门框而光不能。
本文从半波带的相长叠加出发,讲清没有曲面的菲涅尔波带片为什么能把光聚焦到一点,给出环带半径公式与数值算例,并比较二值振幅型、连续相位型以及可见光、X 射线与太赫兹波段的实现方式。
从“普通照片为什么存不下三维”切入,讲清全息术的物理本质:用物光与参考光的干涉把波前相位“编码”进强度条纹,再用衍射光栅效应把波前“还原”出来。覆盖 Gabor 两步设想、记录公式、重建机制、离轴技术、彩虹全息防伪与数字全息应用。
解读 Science 2018 年 Lin 等人的 D2NN 论文:用 3D 打印的多层衍射面把神经网络写进光路,光穿过器件即完成手写数字分类(91.75%),推理速度接近光速、无需任何电子计算。
解读 Light: Science & Applications 2022 年 Luo 等人的 MDNN 论文:用偏振复用把多个衍射神经网络写进同一块超表面,直接集成到 CMOS 成像芯片,实现可见光下片上多通道感知与多任务分类。