夫琅禾费衍射的计算机仿真

提出了利用MATLAB软件并通过计算机仿真夫琅禾费衍射实验的两种方法：直接计算法和傅里叶变换法,前者适用于形状简单、能精确得到相应衍射强度公式的孔径的仿真;后者适用于获取复杂形状衍射屏的夫琅禾费衍射图样的仿真文中给出各种孔缝的衍射屏的仿真衍射实验结果事实表明,采用这种仿真方法可以得到任意形状衍射屏的夫琅禾费衍射图样和强度分布曲线。     

基于Matlab的二维正交网格夫琅禾费衍射场模拟分析

二维正交网格夫琅禾费衍射场的计算较为复杂,衍射过程抽象,利用Matlab软件对其进行模拟分析,以便整体掌握二维正交网格衍射场的分布特点.用于夫琅禾费衍射的二维正交网格相当于两块黑白光栅的正交密接,其屏函数为二者之积.夫琅禾费衍射场能准确地实现屏函数的傅里叶变换,其中空间频率与场点坐标满足确定的替换关系,进而可计算出衍射场的光强分布.利用傅里叶变换的基本理论与Matlab软件计算模拟二维正交网格的夫琅禾费衍射场的频率域光强分布,分析光学参数变化对衍射场的影响,加深对光衍射及傅里叶变换理论的理解与掌握,为该领域的研究人员提供相应的理论与技术借鉴.     

夫琅禾费缝衍射的计算机模拟

在大学物理的教学中, 夫琅禾费衍射是波动光学的教学重点之一. 以夫琅禾费衍射的光学模型为基 础, 根据傅里叶光学理论给出夫琅禾费衍射光强分布的一般公式, 利用 MAT LA B软件对单缝、 双缝、 多缝以及十字 缝和＝ ‖字缝等缝衍射屏的夫琅禾费衍射进行模拟, 并对计算机模拟结果作出分析. 缝衍射实验的计算机模拟结果 显示快速且清晰, 衍射条纹分布符合衍射规律, 实现了对实际光波衍射的模拟     

傅里叶后焦面成像原理及应用

从衍射与波前相位变换的基本原理出发,介绍了傅里叶后焦面成像的基本原理,包括菲涅耳衍射与夫琅禾费衍射的傅里叶分光本质以及薄透镜的相位变换,给出了薄透镜满足严格傅里叶变换的条件,利用夫琅禾费衍射公式简单从远场可接受信息的角度讨论了衍射极限存在的原因.介绍了近代无限远光学显微镜以及无限远光学系统的物镜、结像透镜等元件所满足的傅里叶变换的条件以及在无限远光学显微镜上搭建傅里叶后焦面成像装置.最后,介绍了近年来在纳米光子学前沿研究的应用及相关展望.     

像面衍射场系夫琅禾费衍射

提出了一个标准积分形式其被积函数由屏函数与一线性相因子的乘积构成,作为夫琅禾费衍射场的普遍定义.据此证明了有4种实验装置能接收到夫琅禾费衍射场,特别强调了像面接收装置及其优点.最后介绍了夫琅禾费衍射与傅里叶变换的关系,以及3种可供选择的相干光学信息处理系统.     

多缝夫琅禾费衍射缺级现象分析研究

本文讨论了多缝夫琅禾费衍射的光强分布特点,编写Matlab程序绘制光强分布曲线,分析了多缝夫琅禾费衍射缺级现象的影响因素,与单缝衍射因子和缝间干涉因子有关．     

计算机模拟任意形状衍射屏的衍射

把菲涅耳衍射积分化为含快速傅里叶变换的积分,对任意形状衍射屏的衍射进行模拟,其特点是直接用含快速傅里叶变换的积分求解出不同传播距离观察屏上的光场分布,得出菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射的衍射花样.通过计算机对常见的缝孔的衍射的模拟,有助于理解衍射光在传播方向上近场衍射和远场衍射的不同和衍射花样的分布特征.     

菲涅耳衍射和分数傅里叶变换

介绍了衍射孔的菲涅耳衍射和分数傅里叶变换的对应关系,使得可以用分数傅里叶变换来描述光由原始光场经过菲涅耳衍射区一直到无穷远处夫琅禾费衍射区的自由空间标量衍射传播全过程。     

菲涅耳衍射和分数傅里叶变换

介绍了衍射孔的菲涅耳衍射和分数傅里叶变换的对应关系，使得可以用分数傅里叶变换来描述光电原始光场经过菲涅耳衍射区一直到无穷远处夫琅禾费衍射区的自由空间标量衍射传播全过程。     

多功能夫琅禾费衍射演示仪的研制

针对目前国内夫琅禾费衍射演示仪存在的问题,研制了一种＂多功能夫琅禾费衍射演示仪＂,实现了26种衍射缝的夫琅禾费衍射的演示实验及相应的计算机（变参数）模拟仿真实验,具有演示与仿真一体化、演示种类多、演示效果明显,自动快速、使用方便、功能多样等特点,能够满足光学课程对夫琅禾费衍射进行演示实验的要求。     

圆孔限制下有相位变化的高斯光束远场发散度的理论分析

依据夫琅和费衍射理论,通过引入高斯变换,即把夫琅和费衍射积分中的贝赛尔函数用一高斯函数来近似,详细分析并推导出圆孔限制下具有相位变化的高斯光束远场发散度的近似计算公式.与传统数值积分求光束发散度相比,它避免了繁琐数值积分,其误差不超过3％.     

X-ray coherent diffraction interpreted through the fractional Fourier transform

Diffraction of coherent X-ray beams is treated through the fractional Fourier transform. The transformation allow us to deal with coherent diffraction experiments from the Fresnel to the Fraunhofer regime. The analogy with the Huygens-Fresnel theory is first discussed, a generalized uncertainty principle is introduced and the successive diffraction of two objects is interpreted through the fractional Fourier transform.     

规范光学分数傅里叶变换下的光学传递函数

基于规范光学分数傅里叶变换,从光学传递函数概念出发,根据菲涅耳衍射、夫琅和费衍射定义,应用线性系统理论,分别给出了菲涅耳与夫琅和费衍射系统在规范分数傅里叶变换下的光学传递函数数学表达式。证明了其具有分数傅里叶变换的级联性,指出常规傅里叶变换下的光学传递函数为分数传递函数的特例。所得结果对光学分数傅里叶变换在信息处理、像质评价等方面的应用具有实用价值。     

Computer simulation of Fresnel diffraction from rectangular apertures and obstacles using the Fresnel integrals approach

In this paper, we describe a new computer simulation technique of generating Fresnel diffraction images from rectangular apertures of arbitrary dimensions by using Fresnel integrals instead of the more common fast Fourier transform methods. The simulation can be performed in almost any PC using the software MATLAB. Diffraction images can be generated for any wavelength of light and for any aperture–screen and aperture-source distances. Images for rectangular obstacles can also be simulated. Details of the algorithm and program are presented, as well as the interesting insights than can be gained from using the program. Finally, it is shown that the simulated images reduce to the simple Fraunhofer diffraction patterns for certain limiting situations.     

分数傅里叶域中二维复图像相位恢复的混合输入输出算法

通过推广经典傅里叶域内的混合输入输出算法,研究分数傅里叶域内二维复图像的相位恢复问题。给出算法的具体实施过程,并进行了数值模拟。结果表明：对于级次在0与2之间的分数傅里叶变换,当级次在1/2与3/2之间时,该算法较好;对于其余的级次,该算法的效果不能令人满意。     

X-ray coherent diffraction interpreted through the fractional Fourier transform

We propose to use the fractional Fourier transform to deal with diffraction of coherent X-ray beams from the Fresnel to the Fraunhofer regime. We will illustrate the benefits of the approach compared to the Fresnel wave propagation theory from situations commonly encountered in diffraction experiments: the successive diffraction of two objects and coherent diffraction of a periodic modulation as a charge density wave, containing or not a phase shift.     

显微数字全息中物光波前重建方法研究和比较

根据全息理论和线性系统理论,采用离轴无透镜傅里叶变换全息记录光路,对利用菲涅耳近似法、基于瑞利—索末菲衍射积分的卷积法以及角谱理论方法数值重建全息图进行了比较研究,并做了计算机模拟验证.结果表明：菲涅耳近似法和角谱方法重建像质比较好,且菲涅耳方法重建速度快；在记录距离极小的情况下,尽管记录距离不满足通常的菲涅耳近似条件,菲涅耳近似公式仍然成立；自由空间脉冲响应的快速傅里叶变换的性质与距离有关,由卷积方法得到的再现像只在某一特定距离下比较理想；对于极小物场、大孔径显微数字全息来说,菲涅耳近似重建方法是较为有效的方法.