3mm波通过圆孔发生的衍射现象测试结果

夜无月

如上图所示，Terasense雪崩二极管产生3mm波，分别通过直径为4、6、8mm圆孔，利用探测器得到对应的衍射光斑测试结果图。
辐射源与圆孔距离为50mm，圆孔与探测器有效面积距离为15mm，瑞利长度也为15mm。
请问：
1. 测试结果图中，孔径大于波长，为何也有衍射效应？
2. 能否看出衍射现象在圆孔直径多大时消失？
3. 为何测试得到的衍射光斑呈现破碎状，而不是光学衍射实验中的完整圆环形状？

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根据实验结果来看貌似孔径大于波长也会产生衍射的

理×智

这就是一般的圆孔/圆屏的衍射吧，理论上只有孔径无限大传播后才不会有衍射环，如下：
在zemax里简单用个圆形孔径POP仿真一下也是如此的，如果是圆屏可能还有泊松亮斑（下图孔径3mm，波长1030nm）：

夜无月

理×智 发表于 2022-11-11 09:57
这就是一般的圆孔/圆屏的衍射吧，理论上只有孔径无限大传播后才不会有衍射环，如下：
在zemax里简单用个圆 ...

谢谢！学习了。我这个实验中探测器可认为圆屏，与圆孔的距离15mm和瑞利长度相等，应该算是菲涅尔衍射，也遵从这个理论吗？
我的comsol二维圆孔衍射模拟结果显示（见下面），3mm波通过16mm以上的圆孔，就近似直线传播了，似乎和zemax不太一致？

理×智

夜无月 发表于 2022-11-11 15:36
谢谢！学习了。我这个实验中探测器可认为圆屏，与圆孔的距离15mm和瑞利长度相等，应该算是菲涅尔衍射，也 ...

本质上，应该说衍射是光的波动性最基本的表现，直线传播是衍射的极限表现，能不能观察到是衍射强度问题，当然和距离等也有关系；按照惠更斯-菲涅尔原理，当波面完全不遮蔽时，所有次波在任何观察点叠加的结果就形成了光的直线传播，如果波面某部分被遮蔽则会出现较明显的衍射现象。我的那个zemax仿真的是我之前做的，不是你列出来的参数，按你这个参数得到的是下面的结果，似乎也是通过16mm以上的圆孔就近似直线传播，你也可以自己试一下。

夜无月

理×智 发表于 2022-11-11 17:28
本质上，应该说衍射是光的波动性最基本的表现，直线传播是衍射的极限表现，能不能观察到是衍射强度问题， ...

嗯，这样就一致了。测试图里的衍射环不完整，有些破缺。是因为宽光谱拍频吗？

理×智

夜无月 发表于 2022-11-13 09:38
嗯，这样就一致了。测试图里的衍射环不完整，有些破缺。是因为宽光谱拍频吗？

这个我就不太清楚了~