Вопрос 5. Дифракционная расходимость

уширение светового (волнового) пучка за счёт дифракции света на краях диафрагм, оправ, отверстий и т. п. Д. р. пропорциональна длине световой волны и обратно пропорциональна радиусу r0 диафрагмы. В угловой мере Д. р. когерентного излучения , где к - коэф., зависящий от распределения интенсивности на апертуре излучателя (напр., для круглого отверстия, освещённого плоской волной, к=0,61). На расстоянии от апертуры радиус пучка . Угловая Д. р. частично когерентного излучения превосходит примерно в раз, где rk - длина когерентности. В линейной однородной среде Д. р. принципиально неустранима, она ограничивает разрешающую способность оптич. приборов, концентрацию энергии в фокусе линзы и энергию, передаваемую от излучателя к приёмнику с конечной апертурой. Д. р. может быть скомпенсирована волноводным режимом распространения (см. Световод) или нелинейными эффектами (см. Самофокусировка света).

Увеличение размеров поперечно-ограниченного светового пучка при его распространении

Описание

Абсолютно любые пучки света, пространственно ограниченные по поперечным  (по отношению к направлению распространения) координатам, подвержены “поперечному расплыванию” по мере распространения. Это свойство электромагнитного излучения, будучи совершенно очевидным с позиций как классической электродинамики так и квантовой механики, в силу ряда причин исторического характера до сих пор зачастую рассматривается как отдельное явление и называется дифракцией света. 

Дело в том, что к величайшему сожалению до сих пор геометрооптическое представление о “лучах”, то есть прямолинейных в свободном пространстве пучках света бесконечно малого диаметра, зачастую оказывается самодовлеющим коль скоро речь заходит об оптике. На деле же это представление верно “с точностью до наоборот”.

Именно, волновое уравнения, являющееся точным следствием уравнений Максвелла для электрического поля электромагнитной волны в свободном пространстве, гласит:

 

,  (1)

 

где E - электрическое поле волны (для простоты взятое в скалярном виде, то есть волна линейно поляризована);

с - скорость света в ваккуме.