Fjärrdiffraktion

Fjärrdiffraktion, eller Fraunhofer-diffraktion, är diffraktionsfenomen som uppträder i avlägsna observationer där avståndet från diffraktionskällen till observationspunkten är mycket större än både våglängden och öppningens dimensioner. I detta långtfrånläge kan vågfronten över öppningen betraktas som plan, vilket gör mönstret i observationsplanet starkt beroende av vinkeln till öppningen. Fjärrdiffraktion skiljer sig från närdiffraktion (Fresnel) där avståndet inte är tillräckligt stort och vågfronterna är krökta.

I praktiken kan intensiteten i fjärrdiffraktionsmönstret ses som kvadraten av Fourier-transformen av öppningsfunktionen A(x,y). För en enkel spalt med bredden a blir intensitetsfördelningen I(θ) ∝ (sin β / β)^2, där β = (π a sin θ)/λ. För två parallella spalter uppkommer interferensmönster med en envelope från spaltens bredd. En diffraktionsgitter ger skarpa intensitetslinjer där bråket d sin θ = mλ reglerar platsen för varje ordning m.

Fjärrdiffraktion används inom optik, spektroskopi, bildbehandling, mikroskopi och röntgendiffraktion. Den ger möjligheten att avläsa strukturer och aperturer genom observerade mönster, särskilt när ljuset är koherent och monokromatiskt. Vanliga kriterier för att uppnå fjärrdiffraktion är att avståndet uppfyller R ≫ 2D^2/λ, där D är öppningens storlek och λ våglängden. Omfördelningar mellan när- och fjärrdiffraktion uppkommer när dessa villkor inte är uppfyllda, och då används beräkningar baserade på Fresnel-diffraktion.