MATLAB辅助的多缝夫琅禾费衍射分析

根据衍射的基本理论,利用Matlab软件的计算功能和绘图函数,研究了单缝衍射和多缝衍射的光强分布曲线及衍射图样,分析了各参数衍射结果的影响.     

液体表面波振幅与激发深度的关系

研究了液体表面波振幅随激发深度的变化特性.采用探针式激发器激发,观察到液体表面波的衍射图样;改变激发深度,得到不同激发深度处的衍射图样;根据衍射图样分布与表面波振幅之间的关系并进行计算机编程,获得表面波振幅与激发深度之间的关系.用最小二乘法拟合,发现:液体表面波振幅随激发深度的增加而减小,并呈指数规律.     

液体对微振动的放大效应

根据表面波声光效应的原理,实验上建立了固体表面微振动的激光衍射测量系统.当激光斜入射到微振动引起的液体表面波上,观察到了清晰、反衬度非常高的衍射图样.利用MATLAB软件对拍摄的衍射图样进行扫描,得到了衍射光斑的光强分布图,并根据衍射图样宽度与表面波振幅的解析关系式,求出了液体表面波的振幅,其大小在微米量级.改变样品池中液体的深度,测得不同深度下液体表面波的振幅,给出了表面波振幅与液体深度之间的解析关系,并发现了液体对微振动的放大效应.利用液体对微振动的放大效应,求出了固体表面微振动的振幅,实现了固体表面微振动的探测.     

液体对微振动的放大效应

根据表面波声光效应的原理,实验上建立了固体表面微振动的激光衍射测量系统.当激光斜入射到微振动引起的液体表面波上,观察到了清晰、反衬度非常高的衍射图样.利用MATLAB软件对拍摄的衍射图样进行扫描,得到了衍射光斑的光强分布图,并根据衍射图样宽度与表面波振幅的解析关系式,求出了液体表面波的振幅,其大小在微米量级.改变样品池中液体的深度,测得不同深度下液体表面波的振幅,给出了表面波振幅与液体深度之间的解析关系,并发现了液体对微振动的放大效应.利用液体对微振动的放大效应,求出了固体表面微振动的振幅,实现了固体表面微振动的探测.     

液体表面波振幅与激发深度的关系

研究了液体表面波振幅随激发深度的变化特性.采用探针式激发器激发,观察到液体表面波的衍射图样|改变激发深度,得到不同激发深度处的衍射图样|根据衍射图样分布与表面波振幅之间的关系并进行计算机编程,获得表面波振幅与激发深度之间的关系.用最小二乘法拟合,发现|液体表面波振幅随激发深度的增加而减小,并呈指数规律.     

超声光栅与平面透射光栅衍射图样的比较研究

分析了超声光栅的形成机理,给出了超声光栅衍射图样光强分布的解析表示,通过理论分析和数值模拟对超声光栅与平面透射光栅的衍射图样进行了比较研究.结果表明其衍射主极大满足类似的光栅方程,但衍射条纹的强度分布不同;都能产生缺级现象,但规律不同;超声光栅是一种动态光栅,各级衍射谱线的频率不同.     

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.     

用计算机演示多缝衍射图样的缺级现象

利用计算机的图形功能，采用振幅矢量法演示多缝衍射光强分布曲线的动态变化过程及对应的振幅矢量合成图形，同时动态地演示影响缺级的各种因素的作用。     

超声光栅测声速的方法运用到液体表面波波速的测量

理论上分析了超声光栅衍射和液体表面波光栅衍射,得到了表面波光栅衍射图样与表面波参数的解析关系.实验上得到清晰的衍射图样,利用表面波光栅衍射法测量了液体表面波波速,实验结果与理论值误差不超过1%.     

二维小孔的对称变换与夫琅禾费衍射光强分布

采用光波的复振幅叠加方法讨论了二维小孔夫琅禾费衍射的对称变换特性.通过小孔的对称变换,可以简便求得各种典型小孔的夫琅禾费衍射光强分布公式,进而利用Mathematica软件,对光强分布进行亮度模拟,得到了相应小孔的计算机衍射模拟图像.     

用振幅矢量法计算光栅衍射的光强分布

本文介绍一种在普通物理阶段严格计算光栅衍射光强分布的振幅矢量方法，此方法回避了困难的菲涅耳－基尔霍夫积分，这通常在普通物理中是不被采纳的．用振幅矢量法计算有两个显著的优点，一个是物理概念清楚，另一个是计算简单严格     

互补Sierpinski地毯光栅夫琅和费衍射现象的研究

利用菲涅耳 基尔霍夫光栅衍射原理和傅里叶分析方法，对具有分形结构互补Sierpinski地毯光栅的夫琅和费衍射现象进行了探讨。导出了观察平面上的频谱函数、振幅函数以及光强函数。运用MATLAB软件对该光栅的衍射现象进行了仿真，并绘制出其幅 频特性曲线。结果表明，在各阶光栅的衍射图样中，幅度较大的部分主要集中在接收屏的中心区域，而在偏离中心的区域内，幅度值较小，在较远区域幅度值趋近于零，这说明获得的衍射图样不仅具有衍射光的基本特性，而且都呈现出明显的分形特征。     

Relations between chirp transform and Fresnel diffraction, Wigner distribution function and a fast algorithm for chirp transform

Two physical interpretations of chirp transform related to Fresnel diffraction and Wigner distribution function are given.The chirp transform can be regarded as a Fresnel diffraction observed on a spherical tangent to the diffraction plane,or a rotation and stretching transformation of the Wigner distribution function space.A general fast algorithm for the numerical calculation of chirp transform is developed by employing two fast Fourier transform algorithms.The algorithm,by which a good evaluation can be achieved,unifies the calculations of Fresnel diffraction,arbitrary fractionalorder Fourier transforms and other scalar diffraction systems.The algorithm is used to calculate the Fourier transform of a Gaussian function and the Fourier transform,the Fresnel transform,the Fractional-order Fourier transforms of a rectangle function to evaluate the performance of this algorithm.The calculated results are in good agreement with the analytical results,both in the amplitude and phase.     

基于布拉格声光衍射场的光强非均匀空间分布研究

为了保证合成孔径激光雷达测试中信号光的光束质量,从波动方程出发,推导出传统的衍射光源布拉格声光作用的耦合波方程。根据测试对光束质量的不同要求,借助有限差分方法分析衍射场光强的空间三维分布,发现声场振幅的不均匀分布会影响声光衍射场的光强分布,光强分布不均造成实验中信息光源的探测难度。通过光强空间分布研究增大有效通光孔径到3 mm,解决了声光调制器光束衍射质量问题,改进后的光束质量达到实验要求。该研究方法适用于改进声光器件工作参数。     

The influence of progressive light diffraction in Debye-Sears phenomena

Two previous theories of Debye-Sears diffraction of light by plane ultrasonic waves are summarized. The theories assume that significant modulation of the light wave occurs in both phase and amplitude. In our own approach account is taken of both curvature of the light rays inside the ultrasonic beam and diffraction of the system alone at the exit plane, neglecting any diffraction effect in the liquid itself. In the Hargrove's method progressive diffraction in the medium is considered. Results from these theories are compared with experimental data obtained at a frequency of 5 MHz with ultrasonic waves having large amplitude and beamwidth (50 mm).     

光盘光学系统的矢量衍射理论分析

本文以完整的矢量衍射理论分析了光盘光学系统。首先将入射的聚焦光束分解为平面波谱 ,得到每个平面波的振幅矢量 ;然后计算光盘对每个平面波的衍射 ,得到衍射波的振幅矢量 ,从而得到了整个衍射波场的空间频谱 ;最后计算物镜光瞳上的能通量 ,得到光盘系统的读出信号。在衍射计算中 ,光盘被定义为二维金属光栅 ,根据信息符的不同模型 ,选用坐标变换方法、耦合波方法或模态方法。对于典型的 DVD光学系统来说 ,矢量理论的结论与标量理论相差甚远 ,要得到正确的结果就必须采用矢量衍射理论     

衍射光栅的傅里叶分析方法

本文用衍射理论中的傅里叶分析方法,分析光栅在各种不同情况下的夫琅和费衍射现象中,其衍射屏上的复振幅分布、光强分布及频谱分布的规律。对于衍射光栅的应用具有指导意义。     

Atom optics using microfabricated structures

We present a novel method for fabricating precisely positioned small openings in thin silicon nitride membranes. Several optical elements for atoms have been constructed, including amplitude diffraction gratings and zone plates, and the results of experiments using these devices are presented. A method for creating a blazed diffraction grating is discussed.     

相因子判断法分析菲涅耳波带片的衍射场

基于波前相因子判断法,并考虑到波带片孔径的影响,揭示了波带片的衍射场所含基元成分及各成分在衍射场的积分表达式,并导出了沿轴的衍射场振幅分布公式及沿轴的振幅分布曲线,得到多个实焦斑的横向半值线宽和轴向半值线宽公式.本研究为波带片作为一种光学元件提供了一理论基础.