夫琅和费衍射的计算机模拟

本文通过对夫琅和费衍射特性的分析,得出衍射花样为观察屏上的强度分布,是由孔径函数的傅里叶变换决定,因此对孔径函数进行变换后即可得到相应的衍射花样。利用计算机对各种孔径函数进行变换,并显示出衍射花样。     

光的干涉和衍射

本文先比较了光的干涉和衍射,然后从夫琅和费衍射可看作孔径函数的傅里叶变换出发,处理干涉和衍射几个典型例子。     

引入傅里叶变换在光学中的意义

二维傅里叶分析可以简化夫琅和费衍射和菲涅尔衍射的计算,便于光学传递函数的计算和讨论,便于光学信息处理.透镜能实现傅里叶变换,这使傅里叶分析方法在光学中得到卓有成效的应用.     

圆孔夫琅和费衍射光强分析

利用傅里叶变换方法得出了圆孔夫琅和费衍射光强分布的解析表达式，分析了光强分布的特点并讨论了它的物理应用。     

Fourier变换在Fraunhofer衍射中的应用

近代用傅里叶(Fourier)变换解决光学中的很多问题都是很有成效的。它实际上已发展为光学的一个新分支,通常称为傅里叶光学。傅里叶光学极大地发展了光学系统的成象理论,而且在这个理论的指导下,人们创制了不少更好的光学仪器和光学元件。本文并不泛泛地讨论傅里叶光学本身,而仅仅是专门论述傅里叶变换在夫琅和费(Fraunhofer)衍射(或称远场衍射)中的应用。     

傅里叶变换类全息图再现像剖析

本文借用嫂前相因子概念分析衍射场特征；判断衍射场性质，描绘全息围再现过程的细节．对傅里叶变换类全息图(傅里叶变换全息图、准傅里叶变换全息圈、无遗镜傅里叶变换全息图)再现像特征进行分析、总结和概括。     

一维金属透射光栅的衍射偏振特性的研究

用时域有限差分法(FDTD)和傅里叶变换分别计算了TE、TM波入射时,一维金属光栅的夫琅和费衍射场分布,计算结果表明,当光栅常数小至波长量级时,衍射场明显与光的偏振态有关,而且衍射场分布与光栅周期和缝宽有关,标量衍射中的缺级现象消失.另外,在光栅常数大于波长量级的情况下,如果光栅的缝宽或不透明部分的尺寸接近波长量级时,衍射场也出现明显的偏振相关性.     

用傅里叶分析方法推导夫琅和费多縫衍射的光强度分布公式

在物理光学中,根据惠更斯——菲涅耳原理用直接积分的方法可以推导出夫琅和费多缝衍射的光强度分布公式,但运算较繁,且只有一维光栅的结果,在傅里叶光学中,用傅里叶分析方法却可以比较简便地推导出夫琅和费多缝衍射的光强度分布公式。设有长为a,宽为b,沿y轴的缝距为d的N个矩形缝。则其透过率函数可表为:     

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.     

夫琅和费正交双缝衍射干涉光强分布的讨论

用傅里叶变换的方法，计算夫琅和费正交双缝的衍射光强分布，作了详尽的讨论，求出了光强分面中所包含的全部空间频率、空间周期和干涉条纹的走向。以列表方式归纳在一起，并作了认真的总结。     

圆角矩形环的夫琅禾费衍射及其应用

针对圆角矩形环的夫琅禾费衍射精确解尚未获得的问题,建立圆角矩形环孔径的数学模型,基于基尔霍夫衍射积分公式,通过曲线坐标变换关系,利用傅里叶变换,得到圆角矩形环的夫琅禾费衍射精确解.作出该类环的衍射图样,并通过将圆角矩形环的夫琅禾费衍射推广到特例情况验证了研究结果的正确性.进一步分析表明,圆角矩形环衍射图在椭圆轮廓下出现了许多次级衍射峰,随着圆角矩形环的缺角因子减小或者环宽度增大,次级衍射峰特征逐步减弱,衍射图形趋于顺滑.最后,利用图形的可视化及特例推广说明了本研究在教学中的一些应用.     

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．     

损耗大地对电缆耦合电磁脉冲的影响研究

依据传输线理论,利用快速傅立叶变换和反变换技术,计算了在核电磁脉冲作用下损耗大地上电缆屏蔽层上的感应电流。研究了有损耗大地的一些因素对电缆屏蔽层感应电流的影响,得到了规律性结论。计算了理想大地和有损耗大地上电缆屏蔽层的感应信号,并对比分析了两者对电缆感应信号的影响,得到有损耗大地增强了电缆上感应电流的强度的结论,分析认为是因为在有损耗大地上沿水平方向的电缆的切向电场激励比理想大地上的大。     

光学中重要衍射规律的图象模拟

本文在衍射理论基础上通过计算机模拟分析及傅立叶变换方法进行图象模拟,实验模拟效果逼真,建立的物理模型对物理概念的理解形象直观.     

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．     

傅里叶变换全息的计算机模拟

傅里叶变换全息图不是记录物光本身,而是记录物光的傅里叶频谱.利用透镜的傅里叶变换性质,将物体置于透镜的前焦面,在照明光源的共轭像面位置就得到物光的傅里叶频谱,再引入参考光与之干涉,在干涉图样中就记录了物光的傅里叶变换光场的振幅和相位的全部信息.利用MATALB语言的强大的快速傅里叶变换和灵活多变的图像处理能力,完整地模拟了傅里叶变换全息的全过程.与实际实验相比较,直观、经济;模拟实验参数可调,现象明显.可以加深对傅里叶变换全息理论的理解.     

小分子模拟明胶-蒙脱土插层的相互作用

利用具有单官能团的十二酸、十二胺和十二醇小分子,研究了—COO-,—NH 3,—OH基团模拟明胶与蒙脱土的插层相互作用,X射线衍射(XRD)和傅立叶转换红外光谱(FTIR)分析结果表明,各基团与蒙脱土作用力大小的相对顺序为—COO->—NH 3〉—OH>—COOH.     

菲涅耳全息图的计算机生成及数字重现

本文研究菲涅耳(Fresnel)衍射积分的两种计算机模拟算法,分别用卷积算法和傅里叶变换算法实现菲涅耳积分,阐述了两种算法的优点和缺点。尝试将计算全息与数字全息相结合,模拟光线的菲涅耳衍射传播,用计算机生成菲涅耳全息图,并由所生成的全息图再现出原始图像,完成全息图的数字重现,真正实现整个全息记录和重现过程的计算机模拟。     

基于4f光学系统的透镜FT、IFT变换光学频谱特征分析实验

分析了基于4F光学系统的透镜FT、IFT变换光学的数学表述,指出其参数所表征的物理意义;据此提出利用若干等焦距透镜建立变换光学频谱特征分析实验的构思,利用CCD件和计算机进行采样、分析,阐述d0试件几何孔径等因素对其变换光学频谱特征的影响．     

Atomic Model for 3-Dimensional Periodic Structure and 12-fold Rotational Symmetry

A VNi atomic model for 3D periodic structure is posed based on T polyhedrons which are introduced. The fourier transform patterns of the atomic model may explain the 12-fold symmetry in electron diffraction patterns of V60Ni40 alloy. This is the first satisfactory explanation since the V60Ni40 alloy has been reported.