مطالعۀ تأثیر توزیع گوسی طول همدوسی چشمۀ نور در پراش از تک شکاف و دریچۀ دایره‌ای به روش مونت کارلو

علوی, سید علی اصغر; کوشکی, احسان

doi:10.47176/ijpr.23.2.91320

مطالعۀ تأثیر توزیع گوسی طول همدوسی چشمۀ نور در پراش از تک شکاف و دریچۀ دایره‌ای به روش مونت کارلو

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

سید علی اصغر علوی

احسان کوشکی

گروه فیزیک دانشگاه حکیم سبزواری، صندوق پستی 9617976487 ، سبزوار

https://doi.org/10.47176/ijpr.23.2.91320

چکیده

پراش فرانهوفر از تک شکاف و همچنین دریچۀ دایرهای را در شرایطی بررسی میکنیم که چشمۀ نور تک فام ولی به طور جزئی همدوس باشد. در این مقاله سعی داریم مسئله را به واقعیت نزدیکتر کنیم و طول همدوسی را ثابت نگرفته و برای آن یک تابع توزیع به صورت گوسی در نظر بگیریم. مطالعۀ عددی تأثیر پارامترهای همدوسی با توزیع گوسی بر الگوی پراش میدان دور انجام میشود. در مورد تک شکاف ، با کاهش طول همدوسی، هیچ انحراف قابل توجهی در قلۀ مرکزی آن به وجود نمیآید، اما در مرتبه‌های بالاتر پراش، کاهش آشکار میشود که البته به شکل توزیع گوسی طول همدوسی بستگی دارد. برای دریچههای دایرهای، پارامترهای تابع توزیع طول همدوسی بر شکل توزیع شدت نور تأثیر می‌‌گذارد و الگوی پراش مرتبۀ اول کاهش مییابد و با کاهش نسبی طول همدوسی، اولین مرتبۀ الگوی پراش حلقوی به تدریج از بین میرود.

کلیدواژه‌ها

روش مونت کارلو

پراش فرانهوفر

همدوسی پاره‌ای زمانی

تک شکاف

شکاف دایره‌ای

توزیع گوسی

موضوعات

اپتیک و فوتونیک

عنوان مقاله English

Study the Effects of Gaussian distribution of coherence length of the source on the diffraction from single slit and circular aperture using Monte Carlo simulation

نویسندگان English

Seyed Ali Asghar Alavi

Ehsan Koushki

Department of Physics, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Iran

چکیده English

We study the Fraunhofer diffraction from a single slit as well as a circular aperture in a situation where the light source is monochromatic but partially coherent. In this paper, we try to bring the problem closer to reality and do not fix the coherence length and consider a Gaussian distribution function for it. Numerical study of the effects of coherence parameters with Gaussian distribution on a far field diffraction pattern is performed. In the case of a single slit, as the coherence length decreases, no significant deviation occurs at its central peak, but at higher diffraction levels, a decrease is apparent, depending on the Gaussian distribution of the coherence length. For circular apertures, the parameters of the coherence length distribution function affect the shape of the light intensity distribution and the first-order diffraction pattern decreases, and with a relative decrease in coherence length, the first-order circular diffraction pattern gradually disappears.

کلیدواژه‌ها English

Monte Carlo method

partial temporal coherence

single slit

circular aperture

Gaussian distribution

J Bakos and K Kantor, Nuovo Cimento 22 (1961) 519.
R A Shore, B J Thompson, and R Whitney, Opt. Soc. Am. 56 (1966) 733.
B J Thompson, Opt. Soc. Am. 56 (1966) 1157.
T Asakura and H Mishina, Commun. 7 (1973) 38.
J A Rodrigo and T Alieva, “Fast control of temporal and spatial coherence properties of microscope illumination using DLP projector” .Proc. of SPIE Vol. 9336 93360F-1.
Z Zhao, et al., Sci.9, 17 (2019) 3616
S Roling, et al., Physical Review Special Topics - Accelerators And Beams 14, 080701 (2011).
E Koushki and S A Alavi, Optics Communications 441(2019)33.
A study of the effects of Gaussian distribution of coherence length of source on the diffraction of partial temporal coherence beam from multi slits: Theory and simulation https://doi.org/10.1016/j.rio.2023.100546.
E Koushki and M H Majles Ara, Optics Communications 284 (2011) 5488
E Koushki and M H Majles Ara, H. Akherat Doost, Applied Physics B 115 (2014) 279.
Alex Gezerlis, “Numerical Methods in Physics with Python”, 2020, Cambridge University Press(2020).
S Simon and H Martin, “Computational Methods in Physics”, Springer”, second edition, New York (2018).
E Hecht, “Optics”, fifth ed., Pearson Education Limited, London (2017).
F Pedrotti and L S Pedrotti, “Introduction to Optics”, second ed., Prentice-Hall, Inc,
Sa+ddle River NJ (1993).