Talbotův jev

Abstract

Táto bakalárska práca sa zaoberá teoretickým modelovaním a experimentálnym overením frakčného Talbotovho javu na dvojosových mriežkach. Hlavným cieľom bolo vytvoriť dva výpočtové programy v prostredí Python: analytický model využívajúci Gaussove sumy a numerický model založený na metóde uhlového spektra (ASM). Správnosť oboch algoritmov bola overená priamym porovnaním nasimulovaných dát s reálnymi difrakčnými obrazcami z CCD kamery v rôznych fázových vzdialenostiach. Výsledky na úrovni mikroštruktúry elementárnych buniek preukázali vysokú priestorovú a geometrickú zhodu medzi teóriou a experimentom. Drobné odchýlky v kontraste boli zdôvodnené fyzikálnymi limitmi zostavy, najmä Gaussovským profilom laserového zväzku. Vyvinutý softvér je plne funkčný a pripravený na predikciu komplexných difrakčných polí.This bachelor thesis focuses on the theoretical modeling and experimental verification of the fractional Talbot effect on two-axis gratings. The main objective was to develop two computational programs in Python: an analytical model using Gauss sums and a numerical model based on the Angular Spectrum Method (ASM). The accuracy of both algorithms was verified by a direct comparison of the simulated data with real diffraction patterns from a CCD camera at various phase distances. The results at the unit cell microstructure level demonstrated high spatial and geometric correlation between theory and experiment. Minor variations in contrast were attributed to the physical limitations of the setup, particularly the Gaussian profile of the laser beam. The developed software is fully functional and ready for predicting complex diffraction fields.