Skip to main content

LightPipes interaktiv Wellenfronten durch einfache optische Systeme propagieren

Feldverteilungen (Blende und Schirm) für unten angegebene Parameter:

Startfeld an Blende Resultatfeld auf Schirm

Individuelle Wertekombination

ParameterWertEinheitBezeichner
Wellenlänge nmlambda
Feldgröße mmS
Feldblendetyp
Radius R oder Breite B mmR
Höhe mmH
Strecke vor Linse mmZ1
Brennweite mmf
Strecke nach Linse mmZ2

Vorausgewählte Wertekombinationen



Skizze des einfachen optischen Systems Bezeichnung der Eingabeparameter

Lichtweg
Skizze des Lichtwegs von der Eingangsblende über den Weg Z1 durch die Linse der Brennweite f und den Weg Z2 auf den Schirm.

LightPipes Kurzanleitung Eine kleine Einführung in die Bedienung dieser Seite

Auf dieser Seite können einige einfache Berechnungen mittels LightPipes durchgeführt werden, um verschiedene Wellenfronten zu propagieren.

Die Systeme sind dabei auf wenige Parameter reduziert:

  • Ausdehnung der numerischen Feldgröße (in mm; das Feld wird auf 512x512 Pixeln berechnet)
  • Wellenlänge (in nm)
  • Form des Startfeldes als Blende, die jeweils keinen (ebene Welle), ein (Kreisblende, Gauss) oder zwei (Rechteck, Doppelspalt, Gitter) wählbare Parameter besitzen
  • erste Propagationsstrecke z1 bis zu einer Linse
  • Linsenbrennweite f (in mm; Eingabe 0 bewirkt "keine Linse")
  • zweite Propagationsstrecke z2 bis zum Schirm

Ein drop-down-Menü stellt einige vordefinierte Parameterkombinationen zur Verfügung, die durch "übernehmen" eingesetzt und ausgerechnet werden.

Durch Druck auf "berechnen" oder die Eingabetaste wird die numerische Propagation mittels Fourier-Näherung gemäß der aktuell sichtbaren Parameter durchgeführt und das Ergebnis angezeigt. Diese Rechnung kann einige Sekunden dauern.

Wegen der Nutzung der Fourier-Näherung für die Propagation und der vergleichsweise geringen Auflösung kann es leicht zu numerischen Artefakten kommen, vor allem dann, wenn die Feldintensität am Rand nicht Null ist! (Hintergrund-Information: Sobald sich das optische Feld bis an die Ränder der Rechenmatrix ausdehnt, kommt es zu "Reflexionen" und "Interferenzeffekten", die nicht einer freien Propagation entsprechen sondern einer Propagation innerhalb eines verspiegelten Vierkantrohrs. Auch das Raster der diskreten Feldverteilung nimmt Einfluss auf das Aussehen des Feldes.)

Wir freuen uns über feedback zu dieser Seite!

Haben Sie Probleme oder Anregungen oder gar Fehler gefunden? Lassen Sie es uns bitte wissen.