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     

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。     

一类与椭圆和矩形相关的孔径的夫琅禾费衍射研究

依据一类与椭圆和矩形相关的几何形状孔径的数学模型及其傅里叶变换，得出了其夫琅禾费衍射光场分布的一维积分表达式及其衍射图样，应用特征说明；在椭圆和矩形的特例情况下，其夫琅禾费衍射解析解与其他献相一致；通过分析衍射图样的特征，指出了边的形状和角的存在与否对衍射图样有着巨大的影响。     

圆孔圆环夫琅禾费衍射实验的Matlab仿真设计

本文基于标量衍射理论,利用Matlab软件编程实现了对圆孔和圆环的夫琅禾费衍射的计算机仿真.这为数字化仿真现代光学实验和教学提供了一种极好的手段.     

半波带法分析夫琅禾费光栅衍射

本文用半波带法对夫琅禾费光栅衍射进行分析 该方法和常用的振幅矢量法相比 ,分析衍射条纹的位置更要快捷 ,明了     

关于夫琅禾费椭圆孔衍射积分的精确解

对于椭圆孔的衍射积分问题，在众多的理论光学书籍和文献中，人们只作定性讨论，没有严格解。本文试图从衍射积分公式出发，选取合适的正交曲线坐标系，并巧妙地利用贝塞尔函数，从而得到夫琅禾费椭圆扎衍时积分的精确解。     

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。     

倾斜因子对夫琅禾费衍射强度的影响

利用傅里叶光学详细讨论了斜入射情况下的夫琅禾费衍射,导出了大角度斜入射和衍射下的光强理论分布,分析了倾斜因子对衍射花样的影响.利用该理论对平行光斜入射光栅衍射实验的衍射花样进行了理论模拟,理论与实验基本相符.     

夫琅禾费衍射自动演示仪

介绍了夫琅禾费衍射自动演示仪的功能和实现方法.该仪器由光源、PASCO公司制作的狭缝盘、探测器、液晶显示器、计算机、单片机及步进电机等硬件组成.通过对单片机和计算机上的软件设计实现演示夫琅禾费衍射现象.该仪器还既可实现由计算机控制操作,也可以脱机独立操作.     

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.     

推导圆孔夫琅禾费衍射光强分布的一种简便方法

由一维单缝衍射的振幅分布公式简便推导求得了圆孔夫琅禾费衍射的振幅及光强分布,并利用Mathematica通用数学软件对光强分布进行亮度模拟,从而得到相应的计算机衍射模拟图像.     

Fraunhofer diffraction of a plane wave by an elliptical annular aperture with offset or tilt

Fraunhofer diffraction field through an elliptical annular aperture is obtained for plane wave incidence when there is offset or tilt of the inner ellipse. The effects are observed through the field distribution.     

Distinguishing between Fraunhofer and Fresnel diffraction by the Young's experiment

Theoretical considerations, simulations and experiments have been carried out to distinguish between Fresnel and the Fraunhofer diffraction regarding the formation of interference patterns by a conventional Young's double-pinhole arrangement with variable separation, which is illuminated by a coherent plane wave. We show that the optical path difference introduced by this setup fits the Fresnel's phase difference between the pinholes. Consequently, it is possible to determine the number of Fresnel zones subtended by a circle centered on one of the pinholes and with radius equals to the pinhole separation. Then, we propose a criterion for distinguishing between Fresnel and Fraunhofer diffraction based on this number of Fresnel zones, which is applicable for diffracting apertures with any shape.     

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。     

夫朗和费近似与夫朗和费衍射测量的准确度

较详细地讨论了夫朗和费衍射的本质、夫朗和费近似的准确含义以及倾斜因子对衍射花样的影响。从不同的角度导出了单缝夫朗和费衍射的光强公式和测量公式 ,指出了这些公式之间的区别与联系以及傅里叶光学中作近似分析时存在的问题。认为文献 [1]、[3 ]得出错误结论的深层次原因是错误地理解了夫朗和费近似的概念。当用夫朗和费衍射测量微小物体的尺寸时 ,只要正确地应用测量公式 ,便能得到准确的测量结果。测量的准确度原则上与衍射角的大小及被测物的尺寸无关 ,最小可测尺寸仅由标量理论的成立范围决定     

Cantor型分形光栅的夫琅禾费衍射特性研究

研究了Cantor型分形光栅的夫琅禾费衍射特性，使我们对分形结构上的衍射问题和特性有一定的了解。     

Spectral anomalies in a Fraunhofer diffraction pattern

We show that spectacular spectral changes take place in the vicinity of the dark rings of the Airy pattern formed with spatially coherent, polychromatic light diffracted at a circular aperture.     

夫朗和费衍射测量的正确度

夫朗和费衍射常用来测量微小尺寸，实验表明，衍射角较大时，存在较大的系统误差，测量结果不能正确反映被测量大小。本文以狭缝为例，采取一种新的近似处理方法，导出了较为准确的测量公式，分析了测量的正确度问题，指出夫朗和费近似只是必要条件，而要获得正确的测量结果，最大衍射角必须在一定范围内。同时，这种方法也不能测量任意微小尺寸，最小可测尺寸与所要求的正确度有关，要求的正确度越高，最小可测尺寸越大。上述结论同样适用于刻划光栅、金属丝网、徐层厚度及其它狭缝类或圆孔类物体的衍射测量。     

Fibre sizing using Fraunhofer diffraction

The light scattering pattern from absorbing cylinders is shown to be adequately described by Fraunhofer diffraction for cylinders with diameter greater than 8 μm for light of wavelength 632.8 nm. This permits the use of a simple inversion procedure based on a Fourier transform of the scattering pattern to obtain the size distribution of fibre widths. For fibres of diameter less than 8 μm the same inversion procedure may be used when an electron micrograph of the fibres becomes the scattering object. The maximum resolution of this inversion procedure is shown to be proportional to the largest angle scanned and its performance with experimental data is illustrated.