光的干涉和衍射的Matlab数值模拟

利用Matlab数值模拟杨氏双缝干涉、单缝衍射和光栅衍射的图案和光强分布曲线,并讨论了光的非单色性对干涉条纹的影响.     

干涉、衍射实验中衍射物位置的估算

从光源的空间相干性和实际光源的边缘衍射特性两个方面分析给出了干涉、衍射实验中衍射物到光源的距离的估算公式,分析了双缝干涉和泊松亮斑两个实验实例.     

低频声表面波对细激光束的衍射效应

对于频率为几十赫兹的液体表面声波,实验上观察到反射光所形成的稳定、清晰的激光干涉图样.改变表面声波振幅,进一步发现了干涉图样的调制效应.调制效应明显地表现为干涉条纹的缺级,并且随表面声波振幅变化.依据波动光学原理,分析了调制作用下光束干涉所产生的光强解析分布及条纹特征,得到了干涉条纹角宽度与表面声波之间的解析关系,并据此对表面声波的特性参量波长和振幅及各级条纹相对光强分布规律进行了测定.     

点衍射干涉检测技术

本文介绍了点衍射干涉仪不同发展阶段的特点和应用。点衍射干涉仪由波长量级的针孔产生高质量的球面波作为参考波前,能够得到衍射极限性能的分辨率。按照不同的光路特点,点衍射干涉仪可分为点衍射共路干涉和点衍射非共路干涉两种结构,主要应用于高精度波前检测和面形检测。共路干涉结构简单紧凑,对环境振动不敏感,对光源相干度要求不高,可利用光束偏振态及光栅衍射分束的特性对传统点衍射板进行改造,在全共路点衍射干涉仪中引入时间相位调制技术和干涉对比度可调技术,可进一步提高波前检测精度。采用反射式针孔和各种光纤结构发展了非共路点衍射干涉仪,实现了大口径、高精度球面反射镜面形的测量。本文重点阐述了用于极紫外光刻投影物镜中高精度球面反射镜面形检测的反射式针孔点衍射干涉仪,并展望了点衍射检测技术在生物检测等领域的应用前景和发展趋势。     

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。     

对光的干涉和衍射的再认识

针对经常发生的对干涉与衍射关系的模糊认识,说明干涉与衍射的区别及联系,从而较深入地探讨了光的干涉和衍射的本质.     

用于干涉光谱测量的分波阵面干涉仪及其光程扫描方式

本文主要研究能用于干涉光谱测量的分波阵面干涉仪的原理,建立理论模型,并采用标量电场复振幅计算干涉仪的远场干涉光强分布,其结果很接近光栅.文章讨论了波长、周期常量、周期数与衍射角的关系,并讨论了干涉图的探测.理论计算的结果由相应的实验结果加以证实.另外文章对光程扫描方式进行了比较和讨论.     

微波分光仪上双缝干涉实验中参数的选取

双缝干涉和双缝衍射其本质都是相干波的迭加,干涉和衍射没有严格的固定分界线。实验中为充分体现双缝干涉特征及规律,应恰当地选择和设定实验参数,并对双缝干涉的实验结果与杨氏双缝干涉及双缝衍射的结果进行对比讨论     

全息照相的研究与应用

全面理解全息照相“干涉记录,衍射再现”的原理,并对其量化,作出定量解释。     

激光全息术中的光信息调制与解调分析

通过对激光干涉全息理论和调幅信号的调制与解调理论的类比分析,说明激光全息理论可以从信息的调制与解调的角度描述和理解,在此基础上,简要阐述了分波面干涉、分振幅干涉对空间等光程信息的调制和光通过狭缝后衍射图样对狭缝宽度信息的解调过程.     

关于多缝衍射中“缺级”表述的分析与讨论

在大学物理教学中,部分教材与教案为了描述多缝衍射中干涉条纹与衍射条纹的重叠,将干涉极大与衍射极小重合时的现象表述为“缺级”,即本应出现的干涉极大在衍射极小的作用下缺失了。然而,干涉极大是否真的缺失了呢?深入的分析与实验表明“缺级”这一表述主要是基于肉眼的观测,是一种不太严格但形象的描述。从更为严谨的角度出发,所谓“缺级”其实是衍射极小对干涉极大的“劈裂”,使得原本的干涉极大发生分裂,分裂后的强度变小,宽度变窄,从而在视觉上变得难以察觉。     

多圆孔夫琅和费衍射的研究及衍射图样的可视化

为了认识多圆孔衍射的物理特征和图样特点,通过多圆孔衍射与光栅衍射的类比,结合单个圆孔的衍射和光栅的多条缝之间的干涉,得出多圆孔夫琅和费衍射的光强公式。采用MATLAB语言编程作图,得到多圆孔夫琅和费衍射图样,并方便地观察衍射图样随各个参数的变化,有助于学生更好地理解干涉和衍射现象的物理本质。计算机可视化光学现象,有助于提高学生的学习兴趣。圆孔衍射与多缝干涉结合起来处理问题的思路,有助于激发学生深入思考,进行探究式学习,培养创新能力。     

子晶格干涉畴尺寸不同对X射线衍射积分宽度与积分强度的影响

研究了子晶格干涉畴尺寸不同情况下的Ｘ射线衍射问题，给出了衍射峰积分宽度与子晶格干涉畴尺寸的关系表达式，证明出子晶格干涉畴尺寸不同不影响Ｘ射线衍射各峰的相对积分强度，提供了一种结构缺陷的分析方法。 关键词：     

衍射和干涉理论对Bessel光传输的描述

 采用衍射积分理论和干涉理论分别对轴棱锥产生的Bessel光的传输特性进行描述,并讨论了其适用条件和优缺点。数值模拟了光传输的3维强度分布,同时进行相关参数的实验测定。数值模拟和实验结果表明：在最大无衍射距离内,衍射理论能很好地描述Bessel光的轴上光强分布,当接近或超出最大无衍射距离时,干涉理论也能较好地描述Bessel 光的强度分布,实验结果和理论分析基本吻合。     

双光栅白光衍射干涉的消色效应

本文提出和研究了白光点源照明下的双光栅衍射干涉效应,报道了白光照明下剪切干涉的“消色效应”,给出了完整的菲涅耳线性标量衍射原理的数学推导和几何光学的解释.     

无衍射光的干涉实验与理论分析

分析了两束无衍射光的干涉场分布形式和干涉条纹轨迹。将一束单色光入射两小孔产生的两束相干光照射轴锥镜,在轴锥镜后将产生两束无衍射光。根据单束倾斜光入射轴锥镜的无衍射理论,分析出这两束无衍射光产生的干涉场为每束无衍射光的无衍射场的线性叠加。利用零阶贝塞尔函数的零点公式,推导出两束无衍射光的干涉条纹的轨迹为双曲线。计算结果表明,干涉场中两中心的间距与两孔实际的间距和干涉场距轴锥镜的距离成正比。实验结果与理论仿真相一致。     

基于衍射光栅的干涉式精密位移测量系统

介绍了基于几何莫尔条纹原理和衍射干涉原理的两种光栅精密位移测量系统及各自的特点。综述了国内外对光栅干涉式精密位移测量系统的研究进展,总结了系统存在的关键问题及发展趋势。光栅干涉式精密位移测量系统的优点是对环境要求小,测量分辨率和精度较高,结构紧凑,成本低。该系统需要解决的问题包括提高光栅以及光学元器件制造和安装精度;寻求一种更高精度的检测手段对光栅位移测量系统进行标定等。光栅干涉式精密位移测量系统的发展方向为更高测量分辨率和精度,大量程、多维度测量以及尺寸小巧。该系统在现代工业加工精密制造领域将具有更广阔的应用前景。     

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。     

相位梯度条纹假彩色化的色度研究

用色散单棱镜和双棱镜,对谱衍射干涉和傅里叶滤波准光干涉的相位梯度条纹,进行周期性非对称和对称假彩色编码.本文用色度学方法统一计算和分析了编码色的色品,主波长,色度纯,光度和单色含量与相位梯度的关系.导出了各种系统获得最佳编码色的结构参数条件.同时还提出了双棱镜非重叠色散相补的对称彩色编码新方法.     

基于GUI的干涉衍射的实验教学研究

将Matlab用于光学教学,可以更好的解释光学现象的实质.实现了基本的干涉、衍射现象的干涉条纹及光强分布,并利用Matlab的GUI功能将这些干涉和衍射结合起来.在教学中,利用直观的图样,由图释义,在一个界面中可以比较各种光学现象.方便学生进行比较学习.