一个基于波动光学的光栅衍射光照模型

把波动光学的多缝Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ衍射理论应用于计算机真实感图形生成，通过在Ｗｈｉｔｔｅｄ光照模型上增加一项光栅衍射光亮度，建立了一个基于波动光学的光栅衍射光照模型，只要给定光栅的刻槽密度和几何尺寸，依照该模型就可逼真地绘制出光栅的衍射效果，这是传统的基于几何光学的光照模型所无法做到的。     

基于蒙特卡罗的光栅衍射条纹强度仿真预测

为更形象、直观地展现光栅衍射现象,了解光栅衍射条纹强度变化情况,研究了基于蒙特卡罗方法和MATLAB的光栅衍射条纹强度预测方法。依照惠更斯-菲涅耳原理获取光栅衍射强度分布,利用蒙特卡罗方法随机模拟。采用MATLAB软件仿真研究光栅衍射条纹强度变化情况,通过各参数值变化获得相应衍射光强分布情况。研究时改变光栅缝数分析光栅衍射条纹主极大强度变化情况,改变光栅常数、缝宽以及波长等参数,分析光栅衍射条纹次极大强度变化情况。研究得出：光栅缝数越多,主极大越大,光栅衍射条纹强度越强,光栅衍射主极大强度受多条单缝衍射强度调制;光栅常数越大次级大强度分布密度越大,缝宽增加衍射现象变弱;波长变大光栅衍射谱线渐宽,锐度降低。     

基于傅里叶级数的矩形光栅衍射分析

在波动光学中,光栅衍射是一个重要的内容。在《大学物理》课中,把矩形光栅衍射作为单缝衍射和多缝干涉来进行处理。基于正弦光栅的衍射规律,从傅里叶级数的角度来重新认识矩形光栅的衍射规律,把矩形光栅衍射看成是不同空间频率正弦光栅衍射结果的迭加。这一结果有助于对一般光栅衍射结果的认识和合理地利用光栅衍射进行空间滤波。     

光栅尺寸对光栅泰伯效应的影响

利用菲涅尔衍射理论分析了光栅的衍射,获得光栅菲涅尔衍射的一般公式．通过模拟计算发现了光栅有限尺寸对光栅泰伯效应的影响,并就光栅尺寸对不同泰伯距离处光栅衍射光强分布的影响进行了解释。     

基于LabView的光栅衍射虚拟实验研究

对光栅衍射实验的物理特征进行了仿真模拟并展示了光栅衍射光强的相应变化,这有利于分析光栅衍射的特点。     

光栅衍射的仿真实验研究

采用Labview图形化编程模拟光栅衍射光谱,可以非常方便地调节光栅常数、入射光波长、总缝数、单缝宽度、入射方向等参数,观察到衍射光强分布的相应变化,展示光栅光谱的全貌,便于分析衍射光栅的特点。这种方法作为辅助教学手段,有助于学生更加深刻地理解光栅衍射的特征和规律,提高教学质量。     

位相光栅的衍射光强

本文用波动光学方法导出了位相光栅的夫琅和费衍射光强公式,并对结果进行了讨论.发现位相光栅的衍射光强比非相位线光栅衍射光强大4倍,位相的变化对衍射光强起调制作用.     

光栅参数与小波谱值的关系

推导了光栅参数与小波频谱值之间的数学关系.采用矢量衍射理论和标量衍射理论两种方法分别计算光栅的衍射效率,并分析两者近似相等的条件,导出光栅参数和小波谱值的关系.以墨西哥帽小波为例计算平面透射光栅的狭缝宽度,获得平面透射光栅参数、衍射效率和墨西哥帽小波谱值的关系.     

平面条形光栅衍射分析

用标量衍射理论及付里叶频谱分析方法研究平面条形光栅衍射,形式简单,概念清楚、结论明确。由于光学全息图可视为由很多不同取向、不同空间频率的平面光栅迭加而成。因此,对平面条形光栅衍射的分析,有助于对全息图衍射的理解。同时还可加深对普通光学中光栅衍射问题的认识。     

双光栅色散-汇合光谱成像效应的计算机模拟与实现

根据双光栅色散-汇合光谱衍射成像系统光路与光栅方程,用Python程序语言编写了双光栅衍射成像过程的模拟实验程序。文中给出了计算式、算法流程以及图形用户界面(Graphical User Interface,GUI)的设计,所编写的程序不仅能模拟实际的双光栅色散-汇合光谱衍射成像实验,得到相关的实验数据,还能演示双光栅衍射成像过程中的光路变化与成像效果。     

不同常数电控双折射无刻痕液晶光栅的电光特性研究

本文选取向列相液晶MLC-7700-100制备电控双折射无刻痕液晶光栅,三种液晶光栅的光栅常数分别为200μm,100μm,66.7μm,并采用波长为λ=632.8nm的He-Ne激光为光源,照射液晶光栅。同时对液晶光栅施加频率为f=100Hz的交流信号,在电压驱动下得到不同的衍射光斑,研究电压驱动下第1级衍射光斑的电光特性改变的情况。     

锯齿型闪耀光栅的衍射光强

运用波动光学原理导出了锯齿型闪耀光栅的衍射光强公式，并对结果进行了讨论，发现闪耀光栅的衍射规律与非闪耀光栅衍射规律显不同，衍射光只有一个主极大，闪耀角的变化可以改变衍射最大光强和最小光强的位置，这对于制作光栅阵列照明器件和光栅减透膜有一定的实际意义，对于普通物理的教学也具有指导意义。     

自由立体显示器视差照明原理的仿真研究

视差照明是实现自由立体显示重要方法之一,其基本原理就是用一块特殊的照明板——光栅板取代液晶显示器的照明系统,实现对普通液晶屏的照明。文章阐述了视差照明自由立体显示方式的原理,通过仿真建模,得到了对应特定立体显示系统结构尺寸(像素尺寸、照明板线栅距、照明线发光宽度、像素平面与照明板之间的距离等结构参数)与立体视觉参数(两瞳孔之间的距离、立体视带与显示屏之间的距离、人眼前后左右可移动范围等)之间的关系。仿真结果已投入使用,效果良好。     

对光栅衍射实验中衍射条纹宽度的分析

通过对光栅衍射实验中衍射条纹宽度成因的分析,阐明实验中观测到的衍射条纹宽度主要是由平行光管的狭缝的宽度引起的,特别是在衍射角θ≤30°的小角度衍射、光栅常数a=1/300 mm,其效应大约是其他展宽效应总和的35~85倍。     

用衍射效率比测浮雕矩形光栅参量

基于矩形光栅的标量衍射效率公式,提出一种根据0级和1级衍射效率比来测量浮雕矩形光栅的刻槽深度和折射率的方法,并对衍射效率与刻槽深度和入射角的关系进行分析.对刻槽深度分别为2.90,1.01μm的熔石英离子刻蚀矩形光栅进行测量,从实验上验证测量方法的正确性.研究结果表明:通过测量透过光栅的0级和1级衍射光强比,可反演出矩形光栅刻槽深度和塑料光栅材料的折射率,所测量光栅刻槽深度和折射率的误差均小于1%.     

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.     

塑料相位光栅型波分复用/解复用器的设计

采用模压成型的塑料相位光栅作为波分复用/解复用器的分光元件,根据矩形相位光栅衍射公式,理论分析和仿真其衍射效率和信道分离情况.研究结果表明:对于一定刻槽深度的塑料相位光栅,+1级衍射效率和入射角的关系与理论分析结果一致,即对于采用的波长分别为575,625,675nm的入射光,当刻槽深度为200nm时,+1级衍射效率最大值所对应的入射角为25°左右,此时衍射效率理论值最大可达0.79;信道间隔为50nm时,从探测器观察其光斑间隔为230μm左右,大于光纤直径(200μm),能有效实现光波分离,可应用于塑料光纤波分复用系统.