标量衍射积分公式比较分析

作     者：郭福源 李连煌 

作者机构：福建师范大学激光与光电子技术研究所光子技术福建省重点实验室医学光电科学与技术教育部重点实验室福建福州350007 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2013年第33卷第2期

页      面：210-216页

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：福建省教育厅重点项目(JA10062 JK2012007)资助课题 

主　　题：物理光学 衍射 总功率 非傍轴 远场 能量守恒定律 

摘      要：由于菲涅耳基尔霍夫衍射公式、瑞利索末菲衍射公式1和2共存于标量衍射积分公式体系,3个衍射积分公式的优劣难以断定。为了比较3个衍射积分公式,基于小衍射源和衍射远场的特点简化3个衍射积分公式,给出计算衍射远场平面上的标量光场总功率和衍射远场半球面上的矢量光场总功率的函数表达式,并以被积函数的收敛性判断3个衍射积分公式的适用范围,以衍射源总功率为标准,判断3个衍射积分公式的计算精度。分析表明,3个衍射积分公式均适用于计算傍轴标量衍射场,而只有瑞利索末菲衍射公式1才适用于计算非傍轴标量衍射场;3个衍射积分公式均适用于计算傍轴和非傍轴矢量衍射场。其中,对于垂直入射至小圆孔的平面波受限非傍轴衍射,基于瑞利索末菲衍射公式2计算的衍射远场观察半球面上总功率的相对计算误差的绝对值最小。