由正六边形和矩形围成的孔径的夫琅禾费衍射的研究

从基尔霍夫衍射积分公式出发,利用曲线坐标关系和已知的矩形夫琅禾费衍射,首次推导了由正六边形与矩形围成的复合孔径的夫琅禾费衍射的精确解,其次用Matlab软件作出了几种该类图形的夫琅禾费衍射的光强分布,并进行了分析,得到了相应的结论.     

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。     

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．     

多缝夫琅禾费衍射现象仿真实现及分析

从光的衍射理论出发,论述了借助计算机和可视化程序设计语言仿真实现夫琅禾费衍射现象的衍射积分法和傅立叶变换法.运用上述2种方法仿真实现不同形式多缝(光栅)夫琅禾费衍射现象,其结果有助于理解多缝夫琅禾费衍射现象的特性和光栅的分光机理,为更好的设计和利用衍射光栅提供了有益参考.     

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.     

夫琅禾费衍射的计算机模拟

根据夫琅禾费衍射理论，利用数学软件及计算机蒙特卡罗随机抽样方法，准确地再现了夫琅禾费衍射实验现象及规律，可应用于辅助教学。     

光学中的Bessel函数与Sinc函数

利用Bessel函数和Sinc函数的性质,讨论夫琅禾费圆孔衍射和单缝衍射各级条纹内的能量分布,证明单缝零级衍射条纹内的相对光能比艾里斑内的相对光能更多.     

平面偏振光波的微矩孔矢量夫琅禾费衍射

利用瑞利——索末菲矢量衍射公式导出平面偏振光波矩孔矢量夫琅禾费衍射的解析计算式,探讨了矢量衍射的实质和特征以及数十倍波长尺寸矩孔、亚波长矩孔和波长级矩孔夫琅禾费衍射的情形.模拟实验表明了该计算式的有效性和可靠性,可在近场光学、微光学、衍射成像、光束传输变换和光信息处理等方面发挥应有作用.     

基于任意形状衍射屏的光学夫琅禾费衍射仿真

通过Matlab编程或作图软件,生成任意形状的衍射屏.将菲涅耳衍射积分化为含快速傅里叶变换的积分,求解出其在观察屏上的光场分布,输出任意形状衍射屏的夫琅禾费衍射的衍射花样.结果表明,通过计算机对任意形状衍射屏夫琅禾费衍射的仿真,有助于理解不同结构衍射屏下的夫琅禾费衍射花样的分布特征,是对光学衍射的理论分析和实验研究的有益补充.     

光源相干性对衍射场的影响

以夫琅和费单缝衍射为例，讨论了光源的时间相干性和空间相干性对衍射场的影响，从而得到光源的相干性与衍射条纹清晰度的关系．     

夫琅和费衍射场及屏函数间的傅里叶变换关系

以清晰的物理图像推演了夫琅和费衍射场屏函数之间的傅里叶变换关系。从而得出在透镜前后焦面上，屏函数与夫琅和费衍射场间严格满足傅里叶变换的结论。     

无衍射光路中 axicon 透镜倾斜允差的计算

通过基尔霍夫衍射积分来分析ａｘｉｃｏｎ透镜倾斜时衍射图发生的变化，根据衍射图变化的不同特征，确定各种应用条件下对ａｘｉｃｏｎ透镜倾斜量的允差要求．     

利用Mathematica研究类圆孔和类圆环的夫琅和费衍射

从基尔霍夫衍射积分公式出发,利用曲线坐标关系和傅里叶变换,然后用数学软件Mathematica求得类圆孔和类圆环夫琅和费衍射的精确解,并绘出几种典型的衍射图样.得出的结果与类圆孔和类圆环模型衍射理论相符,与从复杂的数学推导获得结果相比,能够更加真实、精确、简便地了解多种类圆孔和类圆环的夫琅和费衍射情况,对研究微粒和生物细胞形态学的研究有应用价值.     

采用模压技术的聚合物矩形光栅制作

在适当的压力条件下,通过控制压制的温度,制作出性能优良的PC(Polycarbonate)聚合物矩形光栅,光栅压制模板为采用感应耦合等离子体(ICP)技术刻蚀的熔融石英矩形光栅模板.对聚合物光栅的衍射观察和测量,证明用模压技术制作的PC聚合物矩形光栅具有很好的衍射效率和表面质量.     

基于周期阵列抽样孔的非迭代实时相干衍射成像

提出了一种从远场衍射强度图样实现实时相干衍射成像的非迭代方法．该方法利用特殊设计的周期正方阵列抽样针孔对待测物体的菲涅耳衍射场的波前进行抽样,用CCD记录其远场衍射图样．在计算机中对其处理,可以直接从远场衍射图样的逆傅里叶变换中提取物波的抽样复振幅数据,再利用标量衍射理论对物体重现．因为该方法只需要对一幅远场衍射图样进行测量,避免了迭代算法,而且从理论上不需要透镜,它可以在较广的波长范围内实现实时相干衍射成像．     

基于MATLAB对菲涅耳圆孔衍射的模拟

MATLAB软件具有强大的计算和可视化功能,可以较为精确地模拟光学实验的结果,使复杂、抽象的光学现象变得具体、直观。基于MATLAB编程,模拟了菲涅耳圆孔衍射的光强分布。结果表明:衍射花样由一系列明暗相间的同心圆环组成,衍射花样结构(亮暗环数目及排列顺序)由观察屏中心点所对应的半波带数k决定。k相同,则衍射亮暗环的半径由圆孔半径唯一决定。无论k为奇数或偶数,圆孔衍射花样的中心光斑半径均符合夫琅和费圆孔衍射的爱里斑半径公式。     

用量子理论新方法研究电子衍射问题

利用量子理论新方法研究电子的单缝、 双缝和三缝衍射问题, 结果表明: （1） 在单缝衍射中, 增加缝厚度可改变衍射条纹的强度和形状; （2） 在双缝衍射中, 当缝宽a和缝间距d满足(a+d)/a=n(n=1,2,3,…)时, 其衍射图产生级数为n,2n,3n,…的缺级; 当(a+d)/a≠n(n=1,2,3,…)时, 无缺级现象; （3） 在双缝衍射中, 衍射条纹强度和形状随缝厚度的增加均发生变化, 同时缺级现象随缝厚度的增加而消失; （4） 在三缝衍射中, 缝厚度的变化也影响条纹的强度和形状, 并在2个主极大间有1个次极大和2个最小值.     

菲涅耳圆孔衍射的光量子理论

根据光的波粒二象性及量子力学路径积分的基本思想,建立了菲涅耳衍射的光量子路径积分形式。并首次对菲涅耳圆孔衍射问题给出了精确的定量描述,其结果与波动光学定性讨论规律相符,又与实验所得衍射花样一致.