Дифракция и интерференция в микрооптике

1. Дифракция и интерференция в микрооптике

Сорокин Дмитрий Андреевич
Студент

2. Введение

Оптика играет важнейшую роль во множестве
современных технологий: от смартфонов до
медицинских приборов
Микрооптика, работающая с элементами
микроскопических размеров, открывает новые
горизонты для миниатюризации и повышения
эффективности оптических систем
Ключевые явления, определяющие поведение
света в микрооптике – дифракция и интерференция
2

3. Дифракция: Свет огибает препятствия

Дифракция – это отклонение света от
прямолинейного распространения при встрече с
препятствием или отверстием, соизмеримым с
длиной волны.
В микрооптике дифракция становится особенно
важной, так как размеры элементов сравнимы или
даже меньше длины волны света.
Формула (для дифракции Фраунгофера на щели):
θ = mλ / a, где:
θ – угол дифракции
m – порядок дифракционного максимума (m = 0, ±1,
±2, ...),
λ – длина волны света,
a – ширина щели.
3

4. Интерференция: Сложение волн

Интерференция – это сложение двух или более
когерентных волн (волн с одинаковой частотой и
постоянной разностью фаз), приводящее к
усилению (конструктивная интерференция) или
ослаблению (деструктивная интерференция)
амплитуды результирующей волны.
Формула (для интерференции от двух щелей):
Δd = mλ, где:
Δd – разность хода лучей,
m – порядок интерференционного максимума (m =
0, ±1, ±2, ...),
λ – длина волны света.
4

5. Примеры Применения в Микрооптике

Интерферометры: Применяются для точных
измерений расстояний, толщины пленок и
других параметров. Особенно полезны в
микроскопии.
Оптические микроманипуляторы (оптические
пинцеты): Используют градиентные силы,
возникающие при фокусировке света, для
удержания и перемещения микрообъектов.
Дифракционные линзы (френелевские линзы):
Легкие и тонкие линзы, формирующие
изображение за счет дифракции.
5

6. Заключение и Перспективы

Дифракция и интерференция –
фундаментальные явления, играющие
ключевую роль в микрооптике.
Понимание и контроль этих явлений позволяет
создавать новые поколения миниатюрных и
высокоэффективных оптических устройств.
Развитие микрооптики открывает перспективы
для создания новых технологий в медицине,
связи, сенсорике и других областях.
6

7. Контрольные вопросы

1. При каких условиях дифракция становится
более заметной: когда размер препятствия
намного больше, сравним или намного
меньше длины волны света?
2. Какие преимущества дают дифракционные
линзы по сравнению с традиционными
линзами в контексте микрооптики?
3. Приведите примеры областей, где
микрооптические устройства, основанные на
дифракции и интерференции, могут найти
широкое применение.
7

8. Спасибо за внимание!