非傍轴区轴上点的菲涅尔圆孔衍射

用导出的非傍轴区轴上点的菲涅尔圆孔衍射的解析表达式和数值模拟方法,来研究菲涅尔圆孔衍射中衍射光强的变化规律,并给出新的理论分析结果。     

菲涅尔圆孔衍射

本文导出了普遍情况下的菲涅尔圆孔衍射的精确积分表达式，从而实现对菲涅尔圆孔衍射整个衍射空间的光场和衍射光强分布的理论计算。在某些情况下，这个积分表达式可得出积分结果。     

菲涅尔圆孔衍射

本文导出了普遍情况下的菲涅尔圆孔衍射的精确积分表达式，从而实现对菲涅尔辅圃孔衍射整个衍射空间的光场和衍射光强分布的理论计算，在某些情况下，这个积分表达式可得出积分结果。     

菲涅耳圆孔衍射的数值模拟

本文利用微机对圆孔的菲涅耳衍射问题进行了数值摸拟，给出了孔径为0．001m。距圆孔0．5556m、0．4167m、0．3333m处接收屏上三个完整的衍射图样。     

菲涅耳圆孔衍射的轴上光强分布

本文从惠更斯－菲涅耳原理出发，在球面波入射的情况下，导出了菲涅耳圆孔衍射的轴上光强分布的解析表达式，并对轴上光强分布进行了定量的分析讨论。     

基于MATLAB对菲涅耳圆孔衍射的模拟

MATLAB软件具有强大的计算和可视化功能,可以较为精确地模拟光学实验的结果,使复杂、抽象的光学现象变得具体、直观。基于MATLAB编程,模拟了菲涅耳圆孔衍射的光强分布。结果表明:衍射花样由一系列明暗相间的同心圆环组成,衍射花样结构(亮暗环数目及排列顺序)由观察屏中心点所对应的半波带数k决定。k相同,则衍射亮暗环的半径由圆孔半径唯一决定。无论k为奇数或偶数,圆孔衍射花样的中心光斑半径均符合夫琅和费圆孔衍射的爱里斑半径公式。     

菲涅耳圆孔衍射的积分理论

根据菲涅耳———基尔霍夫衍射公式，在傍轴条件下，对单色平行光正入射和点光源照射情况，定量得到轴线上光强的分布公式。     

用Gauss求积法计算菲涅耳圆孔衍射光强

以圆孔衍射为例,用Gauss求积法计算平面屏幕衍射的菲涅耳积分,得出被一个单色点光源照明的小圃孔的菲涅耳衍射区中任意点的光强。     

关于菲涅耳圆孔衍射的分析讨论

本采用半波带法和菲涅耳近似求解法来比较分析了菲涅耳圆孔衍射，明确只有依据“波动”观点来处理问题，才会得出合符实际的、几何光学难以达到的正确结论。     

非傍轴标量衍射理论的比较研究

当光束束腰(或衍射孔孔径)可与波长相比拟或光束具有较大的发散角时,傍轴近似不再成立。以高斯光束的微小圆孔衍射为例,在非傍轴条件下,对衍射场的级数解、非傍轴近似解以及精确解进行了详细的数值计算和比较研究。结果表明,高斯光束经圆孔衍射的级数解、非傍轴近似解的有效性与高斯光束的束腰半径、衍射孔孔径和传播距离有关,并具有一定的互补性。     

菲涅耳圆孔衍射的光量子理论

根据光的波粒二象性及量子力学路径积分的基本思想,建立了菲涅耳衍射的光量子路径积分形式。并首次对菲涅耳圆孔衍射问题给出了精确的定量描述,其结果与波动光学定性讨论规律相符,又与实验所得衍射花样一致.     

解析圆孔和单缝的Fraunhofer衍射光强分布

借助计算机的数值计算比较圆孔和单缝的Fraunhofer衍射的光强分布，得出了两者的中央亮纹所对应的分布曲线拐点数不同的结论，这可以作为区分两者的一个显著标志。     

对经典菲涅尔假设的评注

指出经典菲涅尔假设中的缺陷，从基尔霍夫积分定理导出菲涅尔假设的倾斜因子，说明衍射波的倾向限制范围。     

平行光入射时的圆孔衍射

用标量衍射理论导出平称光入射时，圆孔衍射的精确积分表达式，用数值积分法可求出整个衍射空间的光场和光强的分布。在某些情况下可行出积分结果。     

菲涅尔波带片衍射性质的数值模拟

根据亥姆霍兹－基尔霍夫积分，严格地推导了菲涅尔波带片的光场的轴向和径向的强度分布表达式．通过不加任何近似的数值模拟计算，直观地显示了轴向和径向的强度分布随一系列波带数、焦距的改变而变化     

基于MATLAB的圆孔衍射实验模拟

根据物理光学中光的圆孔衍射理论,利用MATLAB工具编写程序进行实验模拟,绘出圆孔衍射的衍射图样以及三维的光强分布,直观的展现了圆孔衍射的物理现象,并考虑到实际衍射的情况,对非单色光进行了讨论。     

Fresnel圆孔衍射的Fresnel—Kirchhoff积分

在一般教科书中,采用半波带法定性讨论Fresnel圆孔衍射,为了定量分析、讨论这个问题,我们根据光学理论,通过Fresnel-Kirchhoff积分计算圆孔衍射在其轴上的光强分布,并进一步分析、讨论Fresnel衍射和Fraunhofer衍射的联系和区别. 设衍射圆孔半径为R,点光源S和观察点P在通过圆心O,且与圆孔平面垂直的轴线上,Z_0、ZR,如附图所示.     

菲涅尔衍射积分的角谱算法

菲涅尔衍射可看作一个线性空间平移不变系统,因此可以在频谱域中,利用角谱算法来数值计算菲涅尔衍射积分.首先详细阐明了角谱算法的具体实施过程,澄清了理想采样条件、卷绕误差产生的原因和影响范围以及计算窗口尺寸的选取依据等相关问题.然后采用角谱算法数值计算了高斯光束照明余弦光栅的菲涅尔衍射场.数值解与解析解的对比表明,当满足理想采样条件并正确选取计算窗口尺寸时,角谱算法可以达到非常高的计算精度.最后数值仿真了单透镜相干成像实验,进一步展示了角谱算法的应用过程.     

高斯光束的矩孔和圆孔衍射

应用亥姆霍兹方程和傅里叶变换，对高斯光束通过狭缝、矩孔和圆孔时的衍射时行了分析。在傍轴条件下导出了相应的近似公式，并给出了数值计算结果。     

高斯光束的圆孔衍射

本文用计算机较严格地计算了高斯光束对不同园孔衍射花样图,这对于激光工程枝术应用有重要的实际意义.