菲涅耳衍射

在光學裏，菲涅耳衍射（Fresnel diffraction）指的是光波在近場區域的衍射。菲涅耳衍射積分式可以用來計算光波在近場區域的傳播，因法國物理學者奧古斯丁·菲涅耳而命名，是基爾霍夫衍射公式的近似。

從每一個光學系統特徵的菲涅耳數，可以辨別光波傳播的區域是近場還是遠場。設想光波入射於任意孔徑，對於這光學系統，菲涅耳數定義為

其中，

是孔徑的尺寸，

是孔徑與觀察屏之間的距離，

是入射波的波長。

假若

，則衍射波是處於近場，可以使用菲涅耳衍射積分式來計算其物理性質。 ^[1] 

假設照射光波於開有孔徑的不透明擋板，則會有衍射圖樣出現於觀察屏。根據惠更斯-菲涅耳原理，從孔徑內部任意點次波源Q發射出的圓球面次波，在觀察屏點P的波擾

為

其中，

是點P的直角座標，

是點Q的直角座標，

是波長，

是積分平面（孔徑），

是位於點次波源Q的波擾，

是從點Q到點P的位移矢量，

是

的數值大小，

是傾斜因子，

是垂直於孔徑平面的法矢量與

之間的夾角。

古斯塔夫·基爾霍夫給出了傾斜因子

的表達式：

除了最簡單的衍射案例以外，幾乎不可能找到這積分式的解析解。通常，必須使用數值分析方法來解析這積分式。 ^[1] 

由於菲涅耳衍射機制，原子波入射於由物質形成的相互平行凸脊陣列，會被鏡面反射。這效應可以用來實現原子反射鏡。 ^[2]