对称分布的相位型互补衍射屏的夫琅禾费衍射

为了验证巴比涅原理在相位型互补衍射屏的应用,建立了相位型互补衍射屏的数学模型,由理论分析得出了二者复振幅透过率的表达式,与用傅里叶光学方法得出其在频谱面上光强分布的表达式相同.由计算机模拟得到抛物柱面相位型互补衍射屏的夫琅禾费衍射光强的分布规律,与理论分析一致,得出分布规律为偶函数的相位型互补衍射屏的衍射符合巴比涅原理.     

基于DMD的光学衍射实验教学

研究各种形状衍射屏的衍射特性,有利于加强学生对光学衍射基本理论的理解.为此,开发了基于数字微镜阵列器件(Digital micromirror device, DMD)空间光调制器的新型光学衍射实验系统.采用DMD替代传统的加工衍射元件,用Paint, AutoCAD和Matlab等绘图软件生成单缝、多缝以及复杂形状的图形,并加载到DMD,以作为可擦写的数字化衍射屏.当准直激光均匀照射数字衍射屏并通过透镜,CMOS相机可在透镜后焦面实时观察各衍射屏的远场衍射图像,进而对夫琅禾费衍射特性进行观测和分析.该新型实验系统能够完成单缝、多缝衍射实验,并拓展至任意形状衍射屏的衍射实验.     

基于胶片输出仪的干涉衍射屏制作研究

探讨了用胶片输出仪制作干涉衍射屏的方法和实验过程,结果表明制作的干涉衍射屏能有效地用于光的干涉衍射现象的演示。     

六角孔的夫琅禾费衍射场的实验演示

采用一维光栅叠加和傅里叶变换对二维矩形光栅构成的矩孔衍射屏进行了分析计算,给出了衍射场光强分布的解析解和数值模拟结果.将内部具有3个不同取向的光栅的六角孔衍射屏看作是由3个不同方向一维光栅的叠加,对构造出的衍射屏进行快速傅里叶变换,得到该衍射屏的夫琅禾费衍射场分布.结果表明,单个六角孔的衍射场仅在衍射场中心处有一亮斑,衍射光强在3个受限方向有展开,演示观察效果不明显;内部具有光栅结构的六角孔的衍射场能明显地反映出六角孔的形状和衍射光强在3个受限方向的展开,演示效果明显.     

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。     

太赫兹波衍射特性的研究

利用不同宽度的衍射屏对太赫兹波的衍射特性做了分析与探究.根据太赫兹波衍射特性,将衍射屏的宽度变化划分为三个阶段.由太赫兹时域波形的时间延迟和峰值振幅参数可直观地反映出每一阶段中太赫兹波直边衍射后光程变化和光强分布规律.本实验既可作为课堂内关于光的衍射知识的延伸,又可作为衍射理论与实际相结合的例子在物理教学中应用.     

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．     

随机分布的多圆孔的夫琅禾费衍射场分布研究

采用蒙特卡罗方法先对随机分布的多圆孔构成的衍射屏进行了分析计算,并与单个圆孔的衍射场进行了比较,结果表明,多圆孔的衍射场与单个小圆孔的衍射场有相同的条纹形状和条纹半径,但多圆孔衍射场的能量比单个圆孔的衍射场能量明显增加,同时场强变化不均匀,有叠加噪声的效果,在衍射艾里斑的中心处有一个强亮点.然后对大圆孔内随机分布着的小圆屏构成的衍射屏进行分析,得到了与多圆孔衍射类似的结论,这些结论与实验结果一致.     

透镜付氏变换的推导

我们知道,如果在光源的象面上接收衍射场,则无论衍射屏是放在透镜前面还是透镜后面,都是现出夫琅和费衍射的强度分布,并且,在傍轴条件下,象面上的复振幅分布均可表示为 (1)式中,C为与场点无关的复常数,t(x,y)为衍射屏的屏函数,它的空间频率(fx,fy)与场点坐标(x′,y′)有一一对应关系:　(1)式中的二次相因子　(x′,y′)及频谱缩放比1取决于光源、衍射屏及接收屏之间的相对位置. 一般叙述Fourier光学的书籍,在导出(1)式及相应的　(x′,y′)及l时,所用的方法比较麻烦[1][2],在资料[3]、[4]中用了较方便而且概念清晰的物理光学方法,导出了衍射…     

部分象素全息屏实现三维显示

介绍了利用部分象素全息屏实现三维立体显示的基本原理和结构,并指出可通过记录部分象素结构复合在同一平面内的狭缝全息图获得这种部分象素衍射屏.与电子束刻蚀技术相比,具有制作简便、成本低、制得屏面积大等优点.最后给出了光学实验方法与结果.