单色点源矩孔菲涅耳衍射光场的计算与模拟

点源照射的衍射较平面光照射的衍射更具一般性,对光束的传输与变换、光学系统的衍射成像以及光信息处理等方面有重要作用,首先由菲涅耳--基尔霍炙衍射公式得到单色点源照射矩孔产生的衍射光场的积分表达式,然后推导了单色点源照射矩孔产生的菲涅耳衍射及其特殊情况夫琅禾费衍射的光场的计算式.利用Matlab软件计算模拟了它们傍轴区的衍射图样,模拟试验表明了推导的计算式的有效性与可靠性.这些有利于对相关的衍射理论与技术的选一步研究.     

夫琅禾费衍射实验的Maple仿真设计

从惠更斯-菲涅耳原理出发,得到单缝、矩孔和圆孔夫琅禾费衍射的光强分布表达式.利用Maple软件编程实现了对单缝、矩孔和圆孔夫琅禾费衍射实验的计算机仿真.仿真结果的衍射图样和光强分布曲线细致逼真,并讨论了各种实验参数对衍射结果的影响,使整个物理过程直观形象,与实际实验结果一致.这为数字化仿真现代光学实验提供了一种好的手段...     

多缝夫琅禾费衍射实验的计算机仿真

为了更好解释多缝夫琅禾费衍射的实质,利用Maple软件编程实现了对多缝夫琅禾费衍射的计算机仿真.绘制出其相应的衍射图样和光强分布曲线,通过改变可调参数详细分析了多缝夫琅禾费衍射的光强分布特点和缺级现象的影响因素.研究结果表明仿真实验与实际实验结果一致,程序简单,仿真效果直观形象,方便教学应用.     

对夫琅禾费圆孔衍射场基本特征的讨论

在用远场条件下接收衍射场的装置进行夫琅禾费衍射实验。但实验结果会表现出对夫琅禾费衍射理论值的偏离，光强的极小值提高，极大值降低，振荡幅度减弱，艾里斑增大．根据菲涅耳-基尔霍夫衍射公式，利用贝塞尔函数的积分表达式得出夫琅禾费衍射场的光强级数解，进而讨论了衍射场的基本特征．     

全息衍射光栅衍射场的研究

利用螺旋积分法和贝塞尔函数渐近式讨论了同心环形全息衍射光栅的夫琅禾费衍射场,得出了光强极大值位置的分布公式,并且通过实验测出光强主极大的位置.     

利用激光衍射原理测细丝直径

根据夫琅禾费衍射理论和巴比涅互补原理,推导出细丝直径的表达式,设计了用激光衍射法测细丝直径的实验,由测量的数据,计算出了三种粗细不同细丝的直径,通过与其他传统方法比较,对于直径越小的细丝,此方法具有测量精度高、非接触、无损伤的优点.     

球面波照明时孔径限制下透镜轴向光强分布特点研究

根据菲涅耳衍射理论和透镜的傅立叶变换性质,研究了球面波入射小孔时透镜轴向的衍射光强分布,导出了小孔位于透镜前焦面和紧靠透镜放置时透镜轴向的光强分布公式,分析了这两种情况下透镜轴上光强分布的特点.分析表明,当曲率半径为R的球面波入射小孔时,小孔位于透镜前焦面,在透镜后距离z=f±f2/R处,可得到与平面波照射小孔时焦平面的夫琅禾费衍射图样特征相同的衍射图样;小孔紧靠透镜放置,小孔的傅立叶变换面移到z=Rf/(R-f)平面上.     

点源全息中的几何方法和衍射方法

讨论了点源全息中的两种研究方法,第一种是几何方法,可以用光线的符号,但不能给出任何有关系统分辨率的信息;第二种方法是衍射方法,在线性近似下,能给出系统性质的充分信息     

高斯光束的圆孔夫琅禾费衍射

利用菲涅耳-基耳霍夫衍射原理对高斯光束通过有限圆孔的夫琅禾费衍射进行了详细的理论分析,给出了高斯光束在的夫琅禾费衍射区的光场分布,并与平面波的的圆孔夫琅禾费衍射进行了粗略的比较。     

圆孔衍射中的R值问题

对圆孔衍射中的光源位置 R 与半波带 k 的关系作了两种情况下的实验验证,并探讨了实验中如何处理点光源和面光源的问题.     

平面波入射时二元光学型光栅的衍射场分布

应用标量衍射理论分析了平面波入射时二元光学型光栅的衍射场分布规律,并进行了数值分析和实验验证。     

圆环衍射中轴线上的光强分布

运用瑞利-索末菲衍射积分、菲涅耳衍射积分、夫琅和费衍射积分分别计算了圆环衍射在孔径轴线上的强度分布,并对计算结果进行了讨论。     

三种夫琅和费衍射光强分布函数的推导

夫琅和费衍射是光的衍射现象中的一个重要类型。这类衍射现象的典型实验装置是单狭缝、多缝(平面光栅)和圆孔。对其光强分布函数的推导,可采用菲涅耳积分的方法。但这种方法的数学推演过程比较复杂,也不太直观,学生掌握有一定困难。本文试图从振动的矢量模型出发,利用这三种开孔的几何形状都具有对称的特点,取其几何中心为周相参考点,从而比较简洁和直观地导出它们的光强分布函数。     

计算机分析光栅衍射

用计算机绘制分析单缝、光栅衍射图样的方法,具有数据处理快、绘制曲线简便灵活,在物理教学中能提高学生的学习兴趣。     

圆环光栅的夫朗和费衍射

本文给出了描述圆环光栅的透过率函数,并讨圆环光栅产生的夫朗和费衍射光场复振幅和光强分布的简单表达式,所得的理论结果,很好地解释了圆环光栅的实验现象。     

用二相双列线阵CCD器件实时采集衍射图样

采用二相双列线阵CCD器件 ,配以CCD专用采集卡 ,对He -Ne激光经双缝所生成的夫琅和费衍射图样进行了实时采集与测量。介绍了该方法的结构原理、实验装置和测量要求。通过将测量值与理论值比较 ,发现采用微机测量双缝衍射光强分布规律不仅速度快 ,而且测量准确度高     

Ψ函数在光学衍射计算中的应用

本文定义了Ψ函数,将此函数应用于光学衍射场的计算中,极大地简化了运算。分析了函数在三种特殊情况下的具体应用。     

Fresnel圆屏衍射的计算机模拟演示

基于Huygens-Fresnel衍射积分和Babinet原理,利用Hankel变换算法及球面波因子处理方法,在普通PC上使用MFC编程较好地实现了Fresnel圆屏衍射的计算机模拟演示。演示中,Fresnel圆屏衍射的光强剖面分布、衍射图样和中心光强分布分别随光的传输距离和波长及圆屏半径的改变而变化,光的传输距离和波长及圆屏半径由三个滚动条分别控制。     

任一衍射屏的构建及其夫琅禾费衍射仿真

基于数字图像处理,讨论了获取衍射屏的线性规划法和数字图像截取法,指出线性规划法只适用于构建能写出数学表达式的有规律图形的衍射屏,而数字图像截取法则可用于构建任何有规律的、无规律的复杂图形衍射屏。对获取的各种衍射屏进行傅里叶变换,就能得到该衍射屏的夫琅禾费衍射图样,大量的仿真结果对学习衍射理论、开辟衍射理论新的应用以及指...