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     

光的夫琅禾费衍射实验再研究

设计了夫琅禾费衍射实验光路,对不同形状的衍射物进行了夫琅禾费衍射实验研究。实验研究表明:多边形夫琅禾费衍射图样可以看成是多边形衍射物中各边的单边夫琅禾费衍射图样和相邻两边间干涉共同作用的结果。     

任意正多边形小孔夫琅禾费衍射成像探讨

对夫琅禾费衍射积分进行了理论推导,基于夫琅禾费衍射积分公式的一般形式,推导出了一种对任意正多边形小孔夫琅禾费衍射情况的计算方法,并利用Matlab软件进行计算机模拟,做出了只用1个函数文件即可计算出所有可能的多边形小孔夫琅禾费衍射成像的尝试.     

对夫琅禾费衍射的再认识

本文从一个实验事实出发，说明在实际的夫琅禾费衍射实验装置的观察屏上所显示的条纹，是理想的夫琅禾费衍射的一种近似，仅在一个较小的范围内，衍射条纹才比较严格地符合夫琅禾费衍射规律。     

夫琅禾费圆孔衍射光强分布公式的两种简明推导

本文采用普通积分和贝塞尔函数两种比较简明方法对夫琅禾费圆孔衍射光强分布公式进行推导．     

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。     

用衍射屏平移相因子计算夫琅禾费衍射场强分布

用Fresnel-Kirchhoff衍射积分求解夫琅禾费衍射场分布时引入衍射屏平移相因子,可简化对较复杂衍射屏夫琅禾费衍射的讨论,加深对衍射、干涉现象的理解．     

微波分光仪波源特性分析

通过实验测定与理论分析认为，微波分光仪波源不是理想的平面波源，而是发散的准球面波源；用其进行衍射研究不应看做是典型的夫琅禾费衍射，而应将其作为夫琅禾费衍射与菲涅尔衍射的过渡区衍射来处理。     

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.     

夫琅禾费衍射的光谱特性

基于MATLAB语言,以夫琅禾费衍射为研究对象,数值模拟了夫琅禾费圆孔衍射和单缝衍射光谱特性,通过改变狭缝宽度和入射波的波长,数值模拟得到夫琅禾费单缝衍射的光强变化图和光谱特性图。结果表明,圆孔衍射的光强比单缝衍射的光强曲线在次级明纹的强度更加低,夫琅禾费衍射的结论与实际理论和试验吻合的较好。研究结果为夫琅禾费衍射的研究提供参考。     

Babinet’s principle in scalar theory of diffraction

In this work, we present an original proof of Babinet’s principle within the framework of the scalar theory of diffraction. The proof is derived in the case of the Fraunhofer diffraction, directly from the Fresnel-Kirchhoff formula, using properties of Fourier analysis and integral calculus, without considering Babinet’s principle itself for scalar waves. From the same proof, we also mathematically verify that, in the case of Fresnel diffraction, Babinet’s principle is fulfilled but in its more general scalar version.     

平行单色光狭缝衍射的区域划分

利用基尔霍夫衍射公式通过数值计算绘制出理想狭缝在不同区域的衍射光强分布,并与菲涅耳衍射公式及夫朗禾费衍射公式的计算的结果比较,对基尔霍夫衍射公式、菲涅尔衍射公式和夫朗禾费衍射公式的适用范围做了详细的讨论.     

Single order soft X-ray diffraction with quasi-random radius pinhole array spectroscopic photon sieves

A novel single order diffraction grating in the soft X-ray region, called quasi-random radius pinhole array spectro- scopic photon sieves （QRSPS）, is proposed in this paper. This new grating is composed of pinholes on a substrate, whose radii are quasi-random, while their centers are regular. Analysis proves that its transmittance function across the grating bar is similar to that of sinusoidal transmission gratings. Simulation results show that the QRSPS can suppress higher-order diffraction effectively. And the QRSPS would still retain its characteristic of single order diffraction when we take the effect of X-ray penetration into account. These properties indicate that the QRSPS can be used in the soft X-ray spectra measurement.     

孔径光阑限制下高斯光束的传输

对高斯光束在硬边孔径限制下的衍射进行了详细的理论研究,就不同口径的圆孔限制下高斯光束在菲涅耳衍射区和夫琅禾费衍射区的分布进行了理论分析,从而得到了孔径受限高斯光束的横向以及轴向的衍射公式,进而对高斯光束在不同衍射区域内衍射光场分布形状随孔径尺寸变化时的演化规律进行了数值计算,并对小口径光阑受限的高斯光束的衍射与平行光经同尺寸光阑的衍射进行了比较。结果表明在较小口径下,两者的分布基本一致。得到的孔径光阑限制下高斯光束的传输规律为高斯光束在自由空间光通信和光学超分辨中的应用提供了理论基础。     

A high resolution powder diffractometer using focusing optics

In this paper, we describe the design, construction and performance of a new high resolution neutron powder diffractometer that has been installed at the Dhruva reactor, Trombay, India. The instrument employs novel design concepts like the use of bent, perfect crystal monochromator and open beam geometry, enabling the use of smaller samples. The resolution curve of the instrument was found to have little variation over a wide angular region and a Δd/d ∼ 0.3% has been achieved. The instrument provides sample environment of very low temperatures and high magnetic fields using a 7 Tesla cryogen-free superconducting magnet with a VTI having a temperature range of 1.5–320 K. The special sample environment and high resolution make this neutron powder diffractometer a very powerful facility for studying magnetic properties of materials.      

基本夫琅和费衍射实验的计算机仿真

本利用傅里叶光学的基本概念对几种常用的夫琅和费衍射给出了计算机仿真结果。弥补了实验室中只能对衍射结果进行定性观察的不足。     

X射线衍射进展简介

100年前,劳厄等证明X射线对硫酸铜晶体具有衍射能力,揭开了X射线衍射分析晶体结构的序幕.100年的发展,X射线衍射已经成为自然科学乃至医学、考古、历史学等众多学科发展的必备技术.文章介绍了X射线衍射现象的发现历史,X射线运动学和动力学理论的发展概况,并举例说明了X射线衍射在粉末多晶体、单晶体和人工功能晶体以及人工薄膜材料中的具体应用情况,最后简要展望了X射线衍射技术的发展前景.     

Diffraction study of photorefractive hologram under ultrashort pulse readout

Based on the diffraction efficiency equation of Kogelnik, the diffraction effect of a cw photorefractive hologram under ultrashort pulse illumination is theoretically analyzed. We find that the recorded grating has the function of filter to the incident pulse beam. To fully reconstruct the incident pulse, the crystal width must be smaller and grating period must be larger. In this paper we also discuss the total diffraction efficiency of the hologram, and find that the total diffraction efficiency is functions of the crystal length, pulse duration and the grating period. The conclusion of our paper can be used in ultrashort pulse shaping application.     

夫琅和费衍射与大角度衍射

众所周知,夫琅和费衍射的解析强度分布和暗纹位置是在一系列近似情况下导出的。其中最重要的条件是观测点必须限制在傍轴附近,衍射角不能太大,否则得不到简单的解析公式,也就不能称之为夫琅和费衍射。最近发现有人发明错误的理论将夫琅和费衍射概念及其测量扩展到90°角,其结论与常识截然相反,因此,有必要把混淆的概念予以澄清。     

菲涅耳衍射与夫琅禾费衍射公式对自由传播问题的自洽性

考察了菲涅耳衍射积分公式和夫琅禾费衍射积分公式在处理相继自由传播问题中的行为，证明了只要注意近似条件的正确运用，这些公式对自由传播问题可以给出自洽的结果；同时讨论了菲涅耳公式中当λz→0时的极限情况及其物理意义。这些分析对于加深对两个公式的物理意义、运用条件及有效性的理解是有益的。