题目：夫琅禾费光栅衍射场研究

夫琅禾费光栅衍射光强分布公式是光栅衍射理论中非常重要的一个公式，利用它可以分析得到用以确定衍射主极强峰值大小、位置及数目的光栅方程，分析零点的位置、主极强的半角宽度和次极强的数目，可以分析衍射条纹的形状、位置与光波的入射方式及光栅狭缝方向之间的关系，还可以对光谱线的缺级现象做出理论解释，并对光栅的光栅常数、角色散、分辨本领及光波的波长等物理量进行测量，是深入学习和理解光栅衍射理论的基础。因此，准确给出平面光波在三维空间任意方位入射于光栅平面时的夫琅禾费光栅衍射光强分布公式具有重要的意义。
本文考虑平面光波在三维空间任意方位入射于光栅平面时的不同情形，对夫琅禾费光栅衍射场进行分析研究，主要研究内容及结论如下：
1.平面光波在三维空间任意方位入射于光栅平面时，考虑位于光栅平面内光波的相位分布随着光波入射方式的不同而呈现不同的相位分布的情形，通过理论分析及数学推导对确定光栅衍射光强的单缝衍射因子和缝间干涉因子进行全面的修正，可以得到平面光波在三维空间任意方位入射于光栅平面时的夫琅禾费光栅衍射光强分布公式。
2. 利用平面光波在三维空间任意方位入射于光栅平面时的夫琅禾费光栅衍射光强分布公式，经过分析得到确定光栅衍射主极强峰值大小、位置及数目的全面的光栅方程。
3. 利用平面光波在三维空间任意方位入射于光栅平面时的衍射亮纹所满足的锥面方程，以平面光波方向平行于YOZ平面为例，推导得出衍射亮纹所满足的曲线方程，并结合确定衍射亮纹位置的全面的光栅方程及观察屏所在的位置，分析实验中产生的夫琅禾费光栅衍射图样空间分布特性。
4. 利用平面光波在三维空间任意方位入射于光栅平面时的光栅衍射光强分布公式、全面的光栅方程及衍射亮纹所满足的曲线方程，不仅可以分析常见《光学》理论和实验教材中平面光波在特殊入射情形下的光栅衍射图样空间分布特性，也可以分析在普遍情形下的所有光栅衍射图样空间分布特性，同时解释单缝夫琅禾费衍射实验以及夫琅禾费光栅衍射实验中出现的所有实验现象，比较准确地解释了光栅衍射理论以及使用分光仪作光栅衍射实验时观测到的所有实验现象，是对常见《光学》理论和实验教材中光栅衍射理论的更进一步拓展和完善，是深入学习和理解光栅衍射理论的基础。