数字音频技术(第6版) 203

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　　176数字音频技术（第6版
　　其中
　　n1为入射介质的折射率（比如一根光纤的纤芯）
　　日为入射角
　　为接收介质的折射率（比如一根光纤的包层
　　θ2为折射角
　　当62=90°时，入射光的临界角记为6临
　　当角度大于日临时，光会被全反射，并且全反射的角度等于入射角6.1.1衍射
　　光可以被建模成沿其传播方向上的射线（虽然这仅存在于理论中）传播。垂直于光线的界面被称为波阵面（它是真实存在的）与光线类似，波阵面法线也指明了传播方向。光的前进以被看成是从点光源发出的无数个球面波的总和，这在惠更斯原理中得到了描述。这些球面波是同相的，因此能产生一个波阵面。不过，相消干涉会在所有不同角度的球面波之间发生当一个波阵面通过一个与波长相比较小（在半波长的量级上）的孔径时，会发生衍射并且这个波阵面会表现为一个点光源。例如，在一个障碍物上制造一条狭缝时就会发生衍射约瑟夫·冯·夫琅和费（Joseph von Fraunhofer）在1821年发明了衍射光栅，它由一系列完全样且等距排列的狭缝组成。由于干涉
　　波阵面只能在"来自所有狭缝的光是同相的
　　这样的方向上通过光栅。这会发生在前进方向上以及其他某些角度上。第一斜波的角度是光的波长以及狭缝间距的一个函数。如果减小狭缝之间的间距（空间频率会得到提升），则斜光线将以一个更大的角度离开中心线。类似地，物体越小，为了观察该物体所需要聚集光的角度就越大，精细的细节只有在衍射波阵面被透镜聚集时才能被辨析出来。
　　这个角度是由透镜的数值孔径决定的，在后文中将要对此进行介绍。衍射图样显示了强度的各个极大值和极小值，这些极值与由不同的路径长度导致的相位差异相对应。位于中心的极大值被称为零阶极大值。其他光线被衍射成一系列更高阶的极大值。在一个圆孔后方形成的射图样被称为艾瑞图样，它是由英国天文学家乔治·艾瑞（George Airy）于1835年提出的具体地，即使一个透镜完全没有像差，（比如）一束激光也不能被一个具有有限孔径的圆形透镜聚焦成一个点。聚焦后的激光光点实际上是在这个区域中，光的强
　　度按照艾瑞图样函数变化，如图64所示。这是一个环形衍射图样，光强度的极大值和极小与相位差对应。中心点为零阶极大值，周围的各个圆环为更高阶的极大值。大约有83%的