衍射光栅的作用
根据富利叶变换原理,脉冲宽度(时域)和频率分布的宽度(频域)是成反比的。
简单地说,假如你有一个很窄的光脉冲,它的单色性一定不好(即频率分布较宽)。这个光线通过衍射光栅后,在某一个角度的输出就是单色性较好的光。 而在时域,脉冲的宽度就被展开了。极限情况:如果光变成绝对单色(即只有一个频率值),那么它的场强是时间的正弦函数,也就是说它在时域上是扩展到无限的。
如果你对电子线路熟悉的话,衍射光栅的作用就相当于一个窄带滤波器。
其实你可以解析地推导一下。假定脉冲的时间函数是一个高斯函数,你可以推导出它的频率分布。经过滤波后(减小分布宽度,或者乘上一个矩形函数),再回到时域看看是什么分布。
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根据富利叶变换原理,脉冲宽度(时域)和频率分布的宽度(频域)是成反比的。
简单地说,假如你有一个很窄的光脉冲,它的单色性一定不好(即频率分布较宽)。这个光线通过衍射光栅后,在某一个角度的输出就是单色性较好的光。
而在时域,脉冲的宽度就被展开了。极限情况:如果光变成绝对单色(即只有一个频率值),那么它的场强是时间的正弦函数,也就是说它在时域上是扩展到无限的。
如果你对电子线路熟悉的话,衍射光栅的作用就相当于一个窄带滤波器。
其实你可以解析地推导一下。假定脉冲的时间函数是一个高斯函数,你可以推导出它的频率分布。经过滤波后(减小分布宽度,或者乘上一个矩形函数),再回到时域看看是什么分布。
以下为针对“问题补充”的回答:
单色光在通过衍射光栅后,会形成几束光束,其相对角度与光的波长有关。
所以如果入射光是不同波长混合的,出射光就把不同的波长“衍射”到不同的角度。如果我们只取某一角度的输出(用一个狭缝),就可得到单色光。
“光栅使脉冲中不同波长的光在时间上分开”好像不太对。还是应该象我前面说的从富立埃变换去理解。
如果你对富立埃变换不熟悉,那么理解这个问题会很困难。光栅的主要应用就是分离不同波长的光。如现代光纤通信,可以同时在光纤里传送多种波长的光,每一种波长携带一路信息。在接受端,就是用光栅来将它们分离开来。收起