Математическая модель
Распределение рассчитывается по интегралу Фраунгофера: I(θ)/I₀ = sinc²[πa n sin(θ)/λ]. Ширина щели определяет угловую ширину дифракционной картины: при сужении центральная светлая полоса становится шире, но суммарный поток через отверстие уменьшается. Расчёт для GPT-02-06-25 использует параметр «Длина волны в вакууме, нм» и условие «для длинного изогнутого световода».
Для воспроизводимости все необходимые величины вводятся независимо; изменение одного поля позволяет оценить влияние отдельного физического фактора. В дальней зоне максимум центральной полосы приходится на направление, относительно которого отсчитывают оптическую фазу; боковые максимумы существенно слабее центрального. Расчёт для GPT-02-06-25 использует параметр «Ширина дифракционной щели, мкм» и условие «для длинного изогнутого световода».
Для направления «Дифракционная картина прямоугольной одиночной щели» используются идеализированные границы и заданные свойства материалов. При переходе к иному диапазону длин волн или геометрии следует пересчитать всю схему. Используемая угловая координата связана с положением точки на удалённом экране через арктангенс отношения смещения к расстоянию до экрана. Расчёт для GPT-02-06-25 использует параметр «Смещение точки на экране, мм» и условие «для длинного изогнутого световода».
Используемая угловая координата связана с положением точки на удалённом экране через арктангенс отношения смещения к расстоянию до экрана. Длинный изогнутый световод требует одновременно учитывать затухание по длине, потери на изгибах и пропускание входного оптического узла. Учитывайте единицы для величин «Смещение точки на экране, мм» и «Угол падения, градусы»: ошибка масштаба напрямую изменит оценку и может сделать сравнение двух вариантов бессмысленным.
Подготовка исходных данных
Необходимые параметры: Длина волны в вакууме, нм; Ширина дифракционной щели, мкм; Смещение точки на экране, мм; Расстояние до экрана, м; Падающая интенсивность, Вт/м² (или мВт — для светового тракта); Угол падения, градусы; Длина оптического световода, км; Затухание в световоде, дБ/км; Суммарные дополнительные потери на изгибах, дБ. В дальней зоне максимум центральной полосы приходится на направление, относительно которого отсчитывают оптическую фазу; боковые максимумы существенно слабее центрального. Расчёт для GPT-02-06-25 использует параметр «Расстояние до экрана, м» и условие «для длинного изогнутого световода».
Перед сравнением режимов следует убедиться, что входные значения соответствуют друг другу и описывают одну и ту же оптическую конфигурацию. Используемая угловая координата связана с положением точки на удалённом экране через арктангенс отношения смещения к расстоянию до экрана. Расчёт для GPT-02-06-25 использует параметр «Падающая интенсивность, Вт/м² (или мВт — для светового тракта)» и условие «для длинного изогнутого световода».
Значения по умолчанию предназначены для проверки интерфейса, а не для описания конкретного прибора или материала. Число штрихов решётки не входит в дифракцию одиночной щели и не должно использоваться для искусственного повышения её разрешающей способности. Расчёт для GPT-02-06-25 использует параметр «Угол падения, градусы» и условие «для длинного изогнутого световода».
Число штрихов решётки не входит в дифракцию одиночной щели и не должно использоваться для искусственного повышения её разрешающей способности. Длинный изогнутый световод требует одновременно учитывать затухание по длине, потери на изгибах и пропускание входного оптического узла. Учитывайте единицы для величин «Расстояние до экрана, м» и «Длина оптического световода, км»: ошибка масштаба напрямую изменит оценку и может сделать сравнение двух вариантов бессмысленным.
Интерпретация выходных показателей
Смотрите на численные характеристики совместно: положение спектральной линии, интенсивность, угловое и линейное разрешение взаимосвязаны. Используемая угловая координата связана с положением точки на удалённом экране через арктангенс отношения смещения к расстоянию до экрана. Расчёт для GPT-02-06-25 использует параметр «Длина оптического световода, км» и условие «для длинного изогнутого световода».
Нулевая интенсивность на дифракционном минимуме или отсутствие разрешения может быть физически правильным результатом, а не ошибкой программы. Число штрихов решётки не входит в дифракцию одиночной щели и не должно использоваться для искусственного повышения её разрешающей способности. Расчёт для GPT-02-06-25 использует параметр «Затухание в световоде, дБ/км» и условие «для длинного изогнутого световода».
При работе с логарифмическими потерями нельзя складывать мощности в милливаттах и потери в децибелах без перевода единиц. Ширина щели определяет угловую ширину дифракционной картины: при сужении центральная светлая полоса становится шире, но суммарный поток через отверстие уменьшается. Расчёт для GPT-02-06-25 использует параметр «Суммарные дополнительные потери на изгибах, дБ» и условие «для длинного изогнутого световода».
Ширина щели определяет угловую ширину дифракционной картины: при сужении центральная светлая полоса становится шире, но суммарный поток через отверстие уменьшается. Длинный изогнутый световод требует одновременно учитывать затухание по длине, потери на изгибах и пропускание входного оптического узла. Учитывайте единицы для величин «Падающая интенсивность, Вт/м² (или мВт — для светового тракта)» и «Затухание в световоде, дБ/км»: ошибка масштаба напрямую изменит оценку и может сделать сравнение двух вариантов бессмысленным.
Проверка применимости
Перед использованием результата важно проверить совместимость параметров с выбранной физической моделью. Число штрихов решётки не входит в дифракцию одиночной щели и не должно использоваться для искусственного повышения её разрешающей способности. Длинный изогнутый световод требует одновременно учитывать затухание по длине, потери на изгибах и пропускание входного оптического узла. Число штрихов решётки не входит в дифракцию одиночной щели и не должно использоваться для искусственного повышения её разрешающей способности. Расчёт для GPT-02-06-25 использует параметр «Длина волны в вакууме, нм» и условие «для длинного изогнутого световода».
Оптические характеристики материалов меняются с температурой, длиной волны и структурой образца. Уточняйте их при количественном проектировании. Ширина щели определяет угловую ширину дифракционной картины: при сужении центральная светлая полоса становится шире, но суммарный поток через отверстие уменьшается. Расчёт для GPT-02-06-25 использует параметр «Ширина дифракционной щели, мкм» и условие «для длинного изогнутого световода».
Эти предварительные инженерные оценки следует проверять по независимым измерениям, прежде чем применять для критичных систем. В дальней зоне максимум центральной полосы приходится на направление, относительно которого отсчитывают оптическую фазу; боковые максимумы существенно слабее центрального. Расчёт для GPT-02-06-25 использует параметр «Смещение точки на экране, мм» и условие «для длинного изогнутого световода».
В дальней зоне максимум центральной полосы приходится на направление, относительно которого отсчитывают оптическую фазу; боковые максимумы существенно слабее центрального. Длинный изогнутый световод требует одновременно учитывать затухание по длине, потери на изгибах и пропускание входного оптического узла. Учитывайте единицы для величин «Угол падения, градусы» и «Суммарные дополнительные потери на изгибах, дБ»: ошибка масштаба напрямую изменит оценку и может сделать сравнение двух вариантов бессмысленным.
Формула расчёта
I(θ)/I₀ = sinc²[πa n sin(θ)/λ].
Проверенные примеры
Исходные величины: Длина волны в вакууме, нм: 600; Ширина дифракционной щели, мкм: 45; Смещение точки на экране, мм: 7; Расстояние до экрана, м: 1.2; Плотность падающей мощности, Вт/м²: 100; Угол падения, градусы: 12; Длина оптического световода, км: 3; Затухание в световоде, дБ/км: 0.28; Суммарные дополнительные потери на изгибах, дБ: 0.7.
Полученные характеристики: Относительная интенсивность в точке = 0.0076011071; Доля от центрального максимума = 0.000108362; Дифракционная координата β, рад = -47.6428156265; Угол точки наблюдения, ° = -11.6657784104; Угол первого минимума, ° = 0.763966364.
Исходные величины: Длина волны в вакууме, нм: 666.0; Ширина дифракционной щели, мкм: 45; Смещение точки на экране, мм: 7; Расстояние до экрана, м: 1.2; Плотность падающей мощности, Вт/м²: 100; Угол падения, градусы: 12; Длина оптического световода, км: 3; Затухание в световоде, дБ/км: 0.28; Суммарные дополнительные потери на изгибах, дБ: 0.7.
Полученные характеристики: Относительная интенсивность в точке = 0.0290032975; Доля от центрального максимума = 0.0004134732; Дифракционная координата β, рад = -42.9214555193; Угол точки наблюдения, ° = -11.6657784104; Угол первого минимума, ° = 0.8480084967.
Исходные величины: Длина волны в вакууме, нм: 600; Ширина дифракционной щели, мкм: 45; Смещение точки на экране, мм: 7; Расстояние до экрана, м: 1.2; Плотность падающей мощности, Вт/м²: 100; Угол падения, градусы: 12; Длина оптического световода, км: 3; Затухание в световоде, дБ/км: 0.28; Суммарные дополнительные потери на изгибах, дБ: 0.7769999999999999.
Полученные характеристики: Относительная интенсивность в точке = 0.0074675278; Доля от центрального максимума = 0.000108362; Дифракционная координата β, рад = -47.6428156265; Угол точки наблюдения, ° = -11.6657784104; Угол первого минимума, ° = 0.763966364.
Как пользоваться онлайн-калькулятором
- Задайте значения измеряемых величин в указанных единицах.
- Определите допустимые углы, спектральные параметры и размеры установки.
- Нажмите «Рассчитать» и сравните основные выходные показатели; при изменении конфигурации проверьте область применимости.