Fresnelbegrensninger

Fresnelbegrensninger refererer til begrensningene som oppstår ved bruk av Fresnel-integraler, som ofte anvendes i optikken for å beskrive diffraksjonseffekter. Disse integralene, som er basert på en tilnærming for små vinkler, er mest nøyaktige når bølgelengden av lyset er liten sammenlignet med størrelsen på objektene eller spaltene som lyset passerer. Fresnel-diffraksjon er spesielt relevant for situasjoner der observatøren eller skjermen er relativt nær diffraksjonsobjektet.

Når man bruker Fresnel-tilnærmingen, kan unøyaktigheter oppstå hvis avstanden mellom observatøren og diffraksjonsobjektet blir stor, eller hvis objektene har skarpe kanter som avviker betydelig fra den antatte jevne bølgelengde-skalaen. I slike tilfeller, der Kirchhoffs diffraksjonsformel eller mer avanserte metoder blir nødvendige, kan Fresnel-begrensningene føre til feilaktige prediksjoner av diffraksjonsmønstrene.

En annen begrensning kan være knyttet til beregningsmessig kompleksitet. Selv om Fresnel-integraler tilbyr en forenkling sammenlignet med eksakte løsninger, kan de fortsatt kreve betydelig regnekraft for høyoppløselige simuleringer, spesielt i tre dimensjoner eller for komplekse optiske systemer. Utviklingen av raskere algoritmer og numeriske metoder har bidratt til å overvinne noen av disse begrensningene over tid.