计算全息不同重建算法的研究和比较

计算全息的数值重建主要是对全息图进行一次完整的菲涅尔衍射,在对菲涅尔衍射深入研究的基础上,对三种常用的菲涅尔衍射算法计算时间和分辨率进行了分析和比较,并进行了仿真验证.仿真结果表明:傅里叶变换算法重建时间最短,而角谱重建算法相对于傅里叶变换算法和卷积重建算法具有重建像分辨率高的优点.研究结果为计算全息的数值重建提供了一个良好的参考.     

菲涅尔数字全息成像研究

对透明物场的菲涅尔数字全息成像技术进行实验研究;完成全息物场的记录,使用菲涅尔数值算法和角谱再现算法分别从空域和频域再现了全息物场,对再现像采用数字图像处理的方法消除了零级衍射像,改善再现像的像质,并对菲涅尔数字全息术的成像特性进行讨论.     

菲涅耳全息图的数字再现方法比较

基于标量衍射理论和快速傅利叶变换,详细分析了菲涅耳衍射积分的三种计算机模拟算法,并将这三种算法运用到菲涅耳全息图的数字过程中.理论分析表明,在全息图的像素数、抽样间隔以及再现波长一定的情况下,按抽样对象的不同,菲涅耳衍射积分的计算机模拟算法可分为卷积法、角谱法、直接傅利叶变换法.通过对相位函数局域空间频率的分析,给出了判定算法适用范围的特征再现距离,并分析得出,再现距离大于特征再现距离时,适合用卷积法;小于特征再现距离时,适合采用角谱法;等于特征再现距离时三种方法都适用.     

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。     

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。     

菲涅尔系统的实际光线追迹和象差处理

现代工业提供了制造高精度菲涅尔透镜的条件,这里为设计高精度的菲涅尔系统推导了一套公式。它可以解决目前菲涅尔系统的实际光线追迹和实际象差计算。无论是平的菲涅尔面、弯的菲涅尔面还是反射式菲涅尔面都能计算。这套公式处理简单,编制程序方便,只要写一个子程序,插到原有适合的程序中,再稍加修改,就可以解决菲涅尔系统和混合系统计算,并且还可以保留原来功能。尤其适应于自动设计菲涅尔系统或混合系统。     

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。     

高斯光束的微圆孔衍射变换的计算及其仿真

由菲涅尔-基尔霍夫衍射公式得到高斯光束的微圆孔衍射的积分式,推导了该积分式的数值算法和解析算法,用Matlab软件进行了仿真实验研究高斯光束的微圆孔衍射变换,有助于激光束衍射实验及其测控理论与技术的研究.     

非傍轴区轴上点的菲涅尔圆孔衍射

用导出的非傍轴区轴上点的菲涅尔圆孔衍射的解析表达式和数值模拟方法,来研究菲涅尔圆孔衍射中衍射光强的变化规律,并给出新的理论分析结果。     

同轴双光束Z扫描的衍射理论

利用菲涅耳衍射原理研究了同轴双光束Z扫描现象,建立了同轴双光束Z扫描的衍射理论模型,并且对大、小非线性相移两种情况进行了数值模拟.研究结果发现,当非线性相移较大时,传统Z扫描理论的计算易出现振荡,而菲涅尔衍射模型则无此缺陷,可用于不同相移情况下的Z扫描实验.     

近场衍射中稳相点的菲涅耳衍射

用标量衍射理论分析了菲涅耳衍射的近似条件,对稳相点的菲涅耳衍射进行了计算,并讨论了稳相点菲涅耳衍射的物理图象.     

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.     

菲涅耳衍射实验的模拟与仿真

基于MATLAB设计向导GUI开发出的仿真试验具有图形用户界面好、使用方便等特点.本文首先介绍了菲涅耳衍射的基本原理,然后结合具体试验介绍了利用MATLAB的GUI设计向导制作菲涅耳衍射仿真试验的方法及过程,并用实验验证上述数值计算的正确性.     

对经典菲涅尔假设的评注

指出经典菲涅尔假设中的缺陷，从基尔霍夫积分定理导出菲涅尔假设的倾斜因子，说明衍射波的倾向限制范围。     

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。     

菲涅尔积分的几种计算方法

考虑菲涅尔积分的多种计算方法的来源问题,介绍了通过引入收敛因子转化为二重广义积分计算的方法,并指出这种方法发现的思想来源。对菲涅尔积分和广义菲涅尔积分给出了利用广义积分交换次序定理的计算方法,没有通过引入收敛因子就解决了问题,方法自然且具有一般性。对一类欧拉积分公式,给出了对参变量求导的简便计算方法,指出了一类欧拉积分公式对广义菲涅尔积分计算的应用,发现菲涅尔积分、广义菲涅尔积分、狄利克雷积分都可以是一类欧拉积分公式的特例,沟通了这些积分之间的关系。     

高斯光束转换为匀强光束的衍射光学元件的研究

描述了用于径向对称光强转换的纯位相片的计算方法,给出了由高斯光束向匀强光束转换的位相片的数值分布结果,利用计算机模拟菲涅尔衍射,得到非常均匀的转换光束轮廓.对此位相片作16阶二元化后,仍有接近100％的衍射效率和很好的均匀性.     

菲涅耳半波带法计算振幅的理论误差讨论

在利用半波带法计算菲涅尔衍射的振幅时,通常不考虑半波带内的面元到场点之间光程不同引起的相位变化.笔者考虑了这一相位变化,理论推导得到了点光源照明的菲涅尔衍射的振幅表示式,得出了与传统解法不同的结果,发现二者间存在较大的误差,该误差对具体实例有较大的影响.因此,利用半波带法计算振幅时应当注意半波带内的面元到场点之间光程不同的影响.     

基于矢量光场的衍射分析与数值仿真

以光波的矢量性振动为基础,对偏振光衍射的光振动进行了矢量分析,结合菲涅尔-基尔霍夫衍射公式,获得了适用于计算机数值计算的理论公式,然后,通过计算获得了经典衍射屏在傍轴条件和非傍轴条件下的衍射图样,此外,得到了任意形状和任意透光度的若干衍射屏的衍射图样,为更好地理解光的衍射提供一定的参考.     

单缝夫琅和费衍射光强分布的3种计算方法

运用三角函数,采用积分法和数值计算定量计算了夫琅和费衍射光强分布,并用给出了定量计算结果。计算结果表明,菲涅尔半波带法所得暗纹公式和中央零级明纹是精确值,而明纹公式则是近似值;本文结果与振幅矢量法的结果相同。