小孔阵列的衍射特性和应用

简介：
本研究探讨了小孔阵列的衍射特性，并分析其在光学成像、光通信和传感技术等领域的潜在应用。通过理论与实验相结合的方法，深入探究了不同参数对衍射图案的影响，为实际应用场景提供了理论支持和技术参考。 基于单色标量波衍射理论，我们研究了均匀平面波从不同角度入射到小孔阵列的衍射特性。通过运用单个孔洞的衍射理论，并考虑到相邻孔洞间光强相互作用的影响，建立了针对小孔阵列衍射的理论模型和数值积分式来计算光强分布，其中小孔为硬边类型。 我们使用Matlab软件对波长为500纳米的平面波入射到微小方孔阵列时产生的衍射图样进行了计算机仿真。在不同几何参数下，从多个角度进行模拟，并获得了这些条件下的一维和二维光强分布图。通过将仿真的结果应用于微型数字太阳敏感器光学系统的设计及图像处理中的相关参数确定。 实验结果显示了太阳敏感器的成像效果良好，验证了小孔阵列衍射强度分布预测模型的有效性以及在设计该类传感器时所采用结构参量的合理性。因此，小孔阵列衍射理论可以为太阳敏感器光学系统的优化设计和图像处理提供坚实的理论依据。