Scalar Diffraction from a Circular Aperture

پراش اسکالر از یک دیافراگم دایره‌ای یک مشکل فراگیر است که در رشته‌های مختلفی مانند اپتیک (عدسی‌ها)، آکوستیک (بلندگوها)، الکترومغناطیسی (آنتن‌های ظرف)، و اولتراسونیک (مبدل‌های پیستونی) بروز می‌کند. این مشکل با وجود قرن‌ها تحقیق پابرجاست، زیرا هر نسل جدید از محققان آن را دوباره کشف می‌کنند و بینش جدید یا نتایج جدیدی را به ادبیات موجود اضافه می‌کنند. پراش اسکالر از دیافراگم دایره‌ای نوید چند نتیجه جدید و چندین بینش جدید، به‌ویژه در مورد میانگین‌گیری فضایی را می‌دهد. اگرچه متن بر پراش اولتراسونیک تأکید می‌کند، نتایج و بینش‌های توسعه‌یافته کلی هستند و ممکن است برای بسیاری از مشکلات عملی مربوط به پراش اسکالر از یک دیافراگم دایره‌ای استفاده شوند.
شامل بینش‌های جدیدی در مورد پراش تصویر آینه‌ای، پراش خودکار پیچشی، و میانگین‌گیری منسجم و نامنسجم است. نمونه‌هایی از تصویربرداری اولتراسونیک، یک روش تصویربرداری منسجم، برای ایجاد یک نظریه نسبتاً کلی استفاده می‌شود که بیش از یک قرن تحقیق در مورد پراش اسکالر از دیافراگم دایره‌ای را به هم متصل می‌کند. این ماده بر اساس ترکیبی از ریاضیات، اپتیک فیزیکی، نظریه سیستم های خطی و نظریه پراش اسکالر است. بنابراین، مهندسان، دانشمندان، ریاضی‌دانان و دانشجویانی که در زمینه‌های اپتیک، آکوستیک، طراحی آنتن، مهندسی زیست پزشکی، آزمایش‌های غیر مخرب و نجوم کار می‌کنند، پراش اسکالر از دیافراگم دایره‌ای را جالب، تحریک‌آمیز و مفید خواهند یافت. .

Scalar diffraction from a circular aperture is a ubiquitous problem that arises in a variety of disciplines, such as optics (lenses), acoustics (speakers), electromagnetics (dish antennas), and ultrasonics (piston transducers). The problem endures despite centuries of research because each new generation of researchers rediscovers it and adds some novel insight or new result to the existing literature. Scalar Diffraction from a Circular Aperture promises a few new results and several novel insights, particularly with regard to spatial averaging. Although the text emphasizes ultrasonic diffraction, the results and insights developed are general and may be applied to the many practical problems involving scalar diffraction from a circular aperture.
Included are novel insights on mirror-image diffraction, autoconvolution diffraction, and coherent and incoherent averaging. Examples from ultrasonic imaging, a coherent imaging modality, are used to develop a fairly general theory that connects over a century of research on scalar diffraction from a circular aperture. The material is based on a synthesis of mathematics, physical optics, linear systems theory, and scalar diffraction theory. Thus, engineers, scientists, mathematicians, and students working in optics, acoustics, antenna design, biomedical engineering, non-destructive testing, and astronomy will find Scalar Diffraction from a Circular Aperture interesting, provocative, and useful.