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波带片

科学技术

波带片由透明和不透明圆环交替组成，用以阻挡菲涅耳半波带(见菲涅耳衍射)中的奇数带或偶数带。在点光源照明下，经它能获得高强度的像点波带片的衍射特征给人们许多深刻的启示。

简介
经典的菲涅耳波带片（如图1[菲涅耳波带片]）的制作可采用人工绘图，再用照相机两次精缩的方法完成。由此可见，一张波带片对波阵面的改造（变换）作用，相当于既有会聚透镜的作用，又有发散透镜的作用，其衍射场中的主要成分包括有一系列会聚的球面衍射波，和一系列发散的球面衍射波，当然还有沿入射方向照直前进的平面波（或直接透射波）成分。
优点
波带片与透镜相比具有面积大、轻便、可折叠等优点，特别适用于远程通信、光测距和宇航技术中。波带片的焦距随波长的增加而缩短，这恰巧与玻璃透镜的焦距色差相反，两者配合使用有利于消色差。利用衍射规律有意改变波阵面，以造成人们所需要的衍射场，这在经典光学中菲涅耳波带片是一杰作。它属于振幅型黑白光学波带片。现代波带片有振幅型与位相型；有透过率函数只取0和1的黑白型与正弦型波带片；还有声波和微波的波带片。波带片的应用越益广泛，设计和制备各种波带片正发展为一种专门技术。
原理
由透明和不透明圆环交替组成，用以阻挡菲涅耳半波带(见菲涅耳衍射)中的奇数带或偶数带。在点光源照明下,经它能获得高强度的像点。波带片的衍射特征给人们许多深刻的启示。绘图时波带片的半径，
k=1，2，3…比例刻划，再将单数（或双数）波带涂黑，只让双数（或单数）波带开放。当平行光照明这张平面波带片时，在距离波带片为
，
有一个主焦点（衍射聚集），其光强可以是自由传播光强的成百上千倍以上。例如一张波带片开放第1,3,5,…,19等十个单数带，按半波带法不难确定主焦点的振幅为A=A1+A3+…+A19≈10A1=20A0,于是光强就是I0的400倍。此外在 f/3，f/5,…等处还有几个次焦点，注意次焦点的衍射光强与主焦点相近，略有下降的原因是倾斜因子所致。更有趣的是，在实焦点的镜像对称位置上还有相应的若干虚焦点。当这张波带片改用点光源照明时，聚集点的位置也随之改变，满足关系
，
式中R、b分别是点源、焦点与波带片的距离，这个公式可以称为波带片的类透镜成像公式。
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