波帶片由透明和不透明圓環交替組成,用以阻檔菲涅耳半波帶(見菲涅耳衍射)中的奇書帶或偶數帶。在點光源照明下,經它能獲得高強度的像點。波帶片的衍射特徵給人們許多深刻的啟示。
菲涅耳衍射(圓孔、圓屏)
圓孔衍射:屏上可見同心圓環,屏沿軸向移動,圓環中心明暗交替變化。
圓屏衍射:屏上可見同心圓環,屏沿軸向移動,圓環中心永遠是亮點。
波帶片
用半波帶將波面分割,然後只讓其中的基數(或偶數)半波帶透光,即製成半波帶。透過半波帶的光,在場點位相相同,振動方向相同,衍射後大大增強。由於入射光是平面光,所以波帶片可是做成平面型的。
一般情況下,可以認為前面幾個半波帶的傾斜因子相差不大,即滿足近軸條件,所以他們發出的次波的振幅近似相等。波帶片具有使光匯聚的作用。
任一波帶片,都只適用於一個波長。焦距是固定的。對平行光,波帶片為平面的。
但除主焦點之外,還有許多次焦點。
平行光入射,有,即在距離r0處,半徑為的帶是第k個半波帶。
當波帶片不變時,r0改變,會引起k的改變,即可劃分的半波帶數目改變。
r0減小,到r0/2時,k=2k,偶數個半波帶,暗點;
r0減小,到r0/3時,k=3k,其中兩兩相互抵消,只剩下1/3歌半波帶,是亮點,為次焦點;
r0減小,到r0/4時,k=4k,暗點……
有……,一系列次焦點。
經典的菲涅耳波帶片

波帶片與透鏡相比具有面積大、輕便、可摺疊等優點,特別適用於遠程通信、光測距和宇航技術中。波帶片的焦距隨波長的增加而縮短,這恰巧與玻璃透鏡的焦距色差相反,兩者配合使用有利於消色差。現在可以說,利用衍射規律有意改變波陣面,以造成人們所需要的衍射場,這在經典光學中菲涅耳波帶片是一傑作。它屬於振幅型黑白光學波帶片。波帶片的套用越益廣泛,設計和製備各種波帶片正發展為一種專門技術。