菲涅耳衍射现象的矢量分析

本文利用矢量法分析了球面波在自由传播状况下的菲涅耳衍射现象,并用矢量法对圆孔,圆屏和波带片的菲涅耳衍射现象进行了直观形象的解释。     

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。     

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。     

菲涅尔圆孔衍射

本文导出了普遍情况下的菲涅尔圆孔衍射的精确积分表达式，从而实现对菲涅尔辅圃孔衍射整个衍射空间的光场和衍射光强分布的理论计算，在某些情况下，这个积分表达式可得出积分结果。     

定量惠更斯——菲涅耳原理

在保留次波假说和次波相干叠加原理的前提下,把惠更斯—菲涅耳原理发展成为定量的原理,并给出这个原理的适用条件。指出次波振动源的位相比同一位置的光振动的位相超前π/2。用此原理推出了菲涅耳圆孔和圆屏衍射现象中轴线上的光振动公式,给出了使这种衍射现象清晰明显的条件。圆满地解释了夫琅和费圆孔衍射。     

菲涅耳圆孔衍射的数值模拟

本文利用微机对圆孔的菲涅耳衍射问题进行了数值摸拟，给出了孔径为0．001m。距圆孔0．5556m、0．4167m、0．3333m处接收屏上三个完整的衍射图样。     

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.     

用衍射理论对圆孔衍射实验研究

本文用衍射理论对圆孔衍射进行了实验研究，实验结果与理论分析结论十分一致。     

点源圆孔衍射光场的计算

圆孔衍射对光束的传输与变换、光学成像系统的衍射成像及光信息处理的调制与滤波等方面有着重要作用。先由菲涅耳-基尔霍夫衍射积分公式得到点源圆孔衍射的积分表达式，然后提出点源圆孔衍射的一种数值计算方法，推导了点源圆孔菲涅耳衍射及其特殊情况夫琅禾费衍射的解析计算式，并利用Matlab软件模拟了傍轴区的衍射场，模拟实验表明了这两种计算方法都是有效而可靠的，有利于衍射理论与技术的发展。     

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...     

Fresnel圆孔衍射研究

Frosnel圆孔衍射是光学中的重要内容之一，目前大多讨论的是单色发散点光源经小孔后衍射会聚波在轴线上的光强分布规律，较多使用半波法和矢量图解法．本文从惠更斯-菲涅尔原理出发，并对单色发散球面波和单色会聚球面波入射经小孔后会聚衍射光波和发散衍射光波的衍射规律作了研究，得出了一些有意义的结论.     

两束不等强相干光的圆孔夫朗和费衍射

本文从光的叠加原理出发,详细地计算了两束不等光强的相干光经圆孔夫朗和费衍射后两爱里斑斑心联线上的光强分布,以及衍射屏面上的衍射图样。并将它与非相干情况下的衍射作比较,严格的数字计算表明:两者的光强分布和衍射图样都存在着很大的差别。在此基础上给出了发射不等光强相干光的两物点恰能分辨的距离。     

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。     

标量衍射理论的级数解及其有效性

当光束具有较大的发散角或光束束腰可与波长相比拟时,傍轴近似不再成立;文章在标量衍射理论角谱表示的基础上,以平面波圆孔衍射为例,给出了衍射场的级数解,分析了级数解的有效性;级数解的适用范围与光束的束腰宽度、传输距离以及所使用的级数解的阶次有关;对受硬边光阑限制的光束,由于高频分量的贡献,当传输距离z较大时,高阶级数解的修正效果不好,甚至失效,级数解的有效范围将受到很大限制。     

平面孔的远场矢量衍射理论及其标量近似

在矢量衍射理论的基础上,给出了偏振光、自然光照射的情况下,平面孔远场衍射的矢量描述,与标量衍射理论进行了比较,指出了标量衍射理论的误差及适用范围;对于孔径与波长相当的微小孔的大角度衍射,标量衍射理论存在一定的误差,而必须采用矢量衍射理论.文章以圆孔衍射为例作了详细讨论.     

对夫琅禾费圆孔衍射光能量的分析

对圆孔夫琅禾费衍射光能量进行了定量分析，并证明了爱里斑能量占入射光能量的84％。     

菲涅尔圆孔衍射

本文导出了普遍情况下的菲涅尔圆孔衍射的精确积分表达式，从而实现对菲涅尔圆孔衍射整个衍射空间的光场和衍射光强分布的理论计算。在某些情况下，这个积分表达式可得出积分结果。     

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.     

矩形孔和圆孔构成的双孔Fraunhofer衍射图样模拟

讨论的是光的衍射中的单缝Fraunhofer(夫琅禾费)衍射。通常在Fraunhofer衍射中改变孔的形状,衍射光斑形状会发生明显的变化。因此,讨论分析不同形状单孔Fraunhofer衍射的文章较多。用基尔霍夫衍射理论,推导出矩形孔和圆孔构成的不同形状双孔Fraunhofer衍射在屏幕上的相对衍射强度的分布公式。并利用mathematica软件模拟了矩形孔和圆孔构成的不同形状双孔Fraunhofer衍射图样和强度分布,从而找出了矩形孔和圆孔的相对位置变化、矩形孔大小变化、圆孔大小变化与Fraunhofer衍射图样之间的内在规律。