レンズでビームを絞ったときの焦点付近における干渉はあるのか

質問

平面波の平行ビームをレンズで絞ったとします．その際，近軸の光とそれ以外の光が焦点付近で干渉して，焦点付近の強度が落ちることはないのでしょうか？光路の違いにより，多少位相差が生じるような気がしてふと気になりました．光路によってレンズ厚に違いがありますので，その分補正の効果もあるとは思うのですが，対物，アクロマティックなど，レンズの種別によっては，(特に，NAの大きいものなどは)干渉してしまうものがあるのでしょうか．どうかご教示ください．

回答No.2

zuyun · ベストアンサー

「レンズ中心と周辺とでは焦点までの距離が異なるので干渉するのではないか」…(1)
「しかしレンズ内では光の速度が遅いため多少緩和されるのではないか」…(2)
というご意見ですね。
レンズの収差や回折の問題を別にすれば、焦点においては、(1)と(2)の効果が相殺して位相は完全に一致しています。これはフェルマの原理<光は一番短い時間で到達できる道をとって進む>から理解できます。と言うかむしろ、経路によらず時間距離が等しくなるような特別な点が焦点なのです。
ご質問文では焦点「付近」と書かれていますが、焦点からずれた部分では、回折現象により#1さんのおっしゃるようなリングが観察されます。それに関しては「参考URL」の２．などに図示されています。

参考URL：

http://www.geocities.jp/mtnsuzuki/kaisetu1.htm

お礼

ありがとうございます．大変参考になりました．

回答No.1

SCNK

コヒーレント光なら、あるでしょうね。同心円状の干渉縞ができるのではないでしょうか。

通常の光では、位相もばらばらで、しかも単色のスペクトルではありませんから、縞はわからないでしょう。むしろ色収差の方が問題になるのではないでしょうか。

お礼

ありがとうございます．たしかに干渉縞は出ると思います．