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。     

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.     

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     

圆孔衍射光强分布的数值计算

利用数值积分的方法,计算了由点光源经圆孔衍射形成的光强分布,分别得到夫琅禾费及菲涅耳衍射图样,宽定量分析了满足夫琅禾费衍射的条件。     

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。     

高斯光束夫琅禾费单缝衍射的数值模拟

采用计算机对高斯光束的夫琅禾费单缝衍射作数值模拟,并与标准夫琅禾费单缝衍射进行对比分析,讨论了衍射场的一些基本特征     

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.     

计算机仿真技术在单缝衍射实验中的应用

夫琅禾费单缝衍射包含着衍射现象的许多主要特征.对夫琅禾费衍射条纹的生成原理进行研究,应用仿真技术对夫琅禾费衍射过程进行动态模拟,并采用了菲涅耳半波带法对衍射条纹上的明纹和暗纹的生成原理进行了分析,探讨了不同参数对衍射条纹的影响.     

夫琅禾费衍射光强的反常分布和 Matlab模拟

讨论了夫琅禾费衍射实际实验中的反常现象,在一定条件下给出了计算机模拟的结果。实验表明,衍射图样的实验数据点分布结果与数值计算的模拟结果一致。由此可知,夫琅禾费衍射光强的反常分布是远场条件失效所致。     

圆孔夫琅禾费衍射图样的三维特性分析

基于菲涅耳-基尔霍夫衍射积分公式,在远场傍轴条件下,推导了圆孔夫琅禾费衍射场三维分布的积分表达式,并使用可视化科学计算软件Matlab进行了数值积分,得到了圆孔夫琅禾费衍射图样的三维光强分布数据。展示了焦平面、离焦平面和轴向切面上的二维光强分布图,分析了衍射图样的横向、轴向和离焦光强分布特性,拓展了对圆孔夫琅禾费衍射图样的理解。使用数值计算求解光电场三维分布的方法,无需复杂的特殊函数,利于在大学物理教学中推广。     

Computer simulation of Fraunhofer diffraction based on MATLAB

In this paper, we describe a novel computer simulation technique of generating Fraunhofer diffraction images from different patterns. The simulation can be performed in almost any PC using the software MATLAB. The patterns of five types of elements, including one slit, one rectangular aperture, two rectangular apertures, the grating and one circular aperture are discussed and simulated. Diffractions images can be generated for any wavelength of light and for any program are presented. Finally, the Fraunhofer diffraction optical intensity distribution is analyzed. Simulation results can improve the physics experimental teaching of Fraunhofer diffraction. The programs based on MATLAB have been used as the platform to real-time calculation and simulation and solve the optical problem.     

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.     

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。     

衍射条纹的图形显示

根据衍射光强相对分布 ,用计算机作图的方法显示了单缝和圆孔夫琅和费衍射条纹的图形。     

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.     

单缝衍射图样的计算机仿真与分析

本文通过计算机仿真的方法，给出了在不同接收距离下的单缝衍射图样，并描述了从菲涅尔衍射向夫琅禾费衍射过渡的过程     

Fourier images of fractal objects

Fourier images corresponding to diffraction patterns in the Fraunhofer zone were obtained for a set of fractal objects by means of computer simulation with the use of net functions. The fractal dimensions of the objects being investigated were determined on the basis of the intensity distribution in the diffraction patterns.     

方孔夫琅禾费衍射的数值模拟

根据惠更斯-菲涅耳原理,利用数值计算的方法对方孔夫琅禾费衍射实验进行了模拟,在验证衍射理论的同时,还得到了非傍轴区域和微方孔的衍射图,拓展了衍射的概念,为深入理解光的衍射提供了参考.