不同形状双矩孔的夫琅禾费衍射模拟

根据双矩孔的夫琅禾费衍射在屏幕上的相对衍射强度公式,利用matlab软件模拟不同形状双矩孔夫琅禾费衍射图样与强度分布,从而找出不同形状双矩孔与衍射图样之间的内在规律.     

分析五方孔的衍射场

采用波前相因子判断法研究五方孔的衍射场,得出五方孔衍射场所含基元成份。根据惠更斯-菲涅耳原理,导出像面上的振幅分布公式及像面上的光强分布公式等。并利用数值模拟的方法得出五方孔的衍射图样。结果表明,在验证衍射理论的同时,还拓展了衍射的概念,为深入理解光的衍射提供理论基础。     

倒棱工艺对激光角反射器衍射特性的影响

基于激光角反射器的几何结构模型及倒棱方式,采用光线的折反射定律,推导了在倒棱条件下激光角反射器有效衍射区域的分布模型,并结合激光角反射器位相分布及衍射理论,建立了在不同光束入射角下,棱宽对角激光反射器近场和远场衍射特性影响的数学模型。采用数值仿真的方法分析了棱宽对综合发散角为5"的激光角反射器衍射强度的影响规律。结果表明,随着棱宽的增加,激光角反射器近场衍射的总强度及远场衍射图样中心点强度都出现了不同程度的下降。在整个光束入射角范围内,若棱宽不超过激光角反射器半径的5‰时,近场衍射总强度的下降程度小于1%,远场衍射图样中心点强度的绝对下降量为1.2%。当棱宽接近激光角反射器半径的5%时,近场衍射总强度下降程度达到9.3%,而远场衍射图样中心强度的绝对下降量为12.0%。     

矩孔夫琅禾费衍射图样的仿真研究

根据惠更斯-菲涅尔原理,应用Matlab软件编程,模拟了矩孔夫琅禾费衍射的图样分布,通过改变方孔的大小、矩孔的边长以及棱形小孔的形状等参数,观察到矩孔衍射图样的相应变化,得出衍射图样与孔的形状基本一致,而且孔径越大,其衍射条纹越密,这与光学理论相符合。这种方法作为辅助教学手段,有助于学生更加深刻地理解矩孔夫琅禾费衍射的特征和规律,提高教学质量。     

用Oringin实现夫琅禾费衍射现象的仿真

根据夫琅禾费衍射的光强分布公式,结合Origin软件的矩阵和绘图功能,对夫琅禾费衍射现象进行计算机仿真,得到夫琅禾费圆孔、单缝、矩孔衍射的光强分布以及衍射图样.     

光的传播与相互作用

通过对比光在相同尺寸不同材料上的衍射图样,发现光的衍射图样除了与孔的线度有关外,还与材料等其他因素有关,说明光的传播与物质的相互作用的关系,并预言X射线衍射的新现象。     

正交双缝干涉与衍射图样及其规律的探讨

本文研究著名的杨氏双缝干涉与衍射实验的拓宽。正交双缝的干涉与衍射图样．应用波动光学原理推导出正交双缝夫琅和费干涉与衍射规律公式。得到正交双缝的干涉与衍射实验的主要结论：１．正交双缝是分波阵面实验，可看成正交双孔实验。它比杨氏双缝多产生一倍──四个相于光源。２．正交双缝图样是干涉与衍射的迭加效应，干涉与衍射同时存在且综合的效应。３．正交双缝干涉与衍射的图样是由亮、暗条纹相同分布而组成十字形的条纹图。４．由实验结果作出正交双缝干涉与衍射光强分布曲线。５．正交双缝夫琅和费干涉与衍射规律公式。     

对圆孔衍射的探讨

夫朗和费(Fraunhofer)衍射是大学光学教学中的重点。从单缝、矩孔到圆孔衍射,数学推导过程逐渐变得复杂且不易理解。相对于单缝衍射,圆孔衍射公式中产生“1.22”系数的修正,其物理本质何在?文中不用任何贝塞尔函数的知识,充分利用物理思想来解释其成因,并得到相同的结果。最后,利用文中的思想和数值计算的方法来解决任意几何形状的孔衍射问题。     

夫琅和费衍射图样的对称性

文章研究了夫琅和费衍射图样的对称性与孔径的关系。用夫琅和费衍射的傅里叶变换观点，在衍射孔径上的场无位相变化的情形下，就不同形状孔径，对其夫琅和费衍射图样的对称性问题作比较深入的讨论。     

菲涅耳圆孔衍射的数值模拟

利用计算机对圆孔的菲涅耳衍射问题进行了数值模拟,给出了孔径为0.001m,距离圆孔0．5556m和0． 4167m处接收屏上完整的衍射图样．计算结果与实验照片符合的很好,与菲涅耳衍射半波带理论预测的轴上衍射极大与衍射极小位置相一致．     

光强度不相等的两束相干光经圆孔夫朗和费衍射的光强分布

本文从光的叠加原理出发,详细地计算了两束不等光强的相干光经圆孔夫朗和费衍射后两爱里斑斑心联线上的光强分布,以及衍射屏面上的衍射图样。并将它与非相干情况下的衍射作比较,严格的数字计算表明:两者的光强分布和衍射图样都存在着很大的差别。在此基础上给出了发射不等光强相干光的两物点恰能分辨的距离。     

大学物理光学仿真实验可视化教学平台的设计与实践

根据光的干涉和衍射原理,利用MATLAB GUI设计了杨氏双缝、劈尖、牛顿环、迈克尔逊干涉和夫琅禾费单缝、圆孔、矩孔、多缝衍射等实验的交互式仿真界面,不仅能显示相关物理参量对干涉或衍射图样的影响,而且能展示图样的动态效果。该平台的运用有助于增强学生对光学现象及原理的理解,提高学生的科学创新能力。     

Fresnel圆屏衍射的计算机模拟演示

基于Huygens-Fresnel衍射积分和Babinet原理,利用Hankel变换算法及球面波因子处理方法,在普通PC上使用MFC编程较好地实现了Fresnel圆屏衍射的计算机模拟演示。演示中,Fresnel圆屏衍射的光强剖面分布、衍射图样和中心光强分布分别随光的传输距离和波长及圆屏半径的改变而变化,光的传输距离和波长及圆屏半径由三个滚动条分别控制。     

光的干涉衍射演示器

１仪器装置实验装置如图１所示。２仪器特点及用途a．特点。本教具借用价廉物美的镭射指示笔产生的激光束代替一般的光源，产生可见度很大、效果也很好的光的干涉衍射图样，巧妙地利用废油墨筒的整体结构，将装置组为一体。演示操作简单准确，撤换快捷，省时省事。可以在一般光照的教室中，直接把干涉衍射图样投射到墙上，让全教室的学生同时看到明显的光的干涉衍射图样。解决了演示实验难做、效果很差、可见度小、操作麻烦的很多难题。b．用途。①不同间距的双缝干涉，并比较干涉条纹的宽度。②不同缝宽的单缝衍射，并比较衍射条纹的宽度。…     

平面光栅衍射的简易分析方法

平面光栅衍射是物理学专业《光学》课程和非物理学的理工科专业《大学物理》课程中的重要内容。该文利用＂等效光束＂的方法分析平面光栅衍射现象。此方法不仅可以非常简单地导出光屏上光强分布规律,而且便于教师和学生深刻地理解Fraunhofer单缝衍射对多光束干涉的调制作用。     

用菲涅耳衍射理论分析圆孔(屏、球)衍射

用菲涅耳衍射理论分析圆孔(屏、球)衍射的复振幅分布,根据其复振幅分布式得到的圆孔(屏、球)衍射成像公式与半波带法和矢量法得到的结果一致。并从理论上解释了圆孔衍射和圆屏(球)衍射图样中心的异同和泊松亮斑的成因。这种方法加深了我们对衍射成像过程的认识。     

光的干涉和衍射的区别与联系

光的干涉和衍射现象,都表明光具有波动性,都是光波叠加的结果．在大多数演示光的波动性的实验中,干涉现象和衍射现象通常是同时出现的．由于历史原因,人们通常将由有限个分立的相干光源发出的光波的叠加称为光的干涉,所产生的图样称为干涉图样,而将由无数多个连续分布的相干光源发出的光波的叠加称为光的衍射,所产生的图样称为衍射图样．     

两种阵列光阑对涡旋光束拓扑荷数检测的研究

使用两种不同的阵列光阑,将具有不同拓扑荷数涡旋光束透过这两种阵列光阑的夫琅和费衍射光场分别进行了计算.结果表明,在光阑参数选取适当的前提下,对于正方形环形孔径阵列光阑,可以得到任意拓扑荷数的涡旋光束清晰的点状衍射图样.衍射图样外围亮点的个数为拓扑荷数的2倍;而对于三角形孔径阵列光阑,在拓扑荷数较小时,容易得到衍射图样中的清晰完整亮条纹数目比相应拓扑荷数大1的结论,而当拓扑荷数较大时较难得到有规律结论,在两种不同阵列光阑下所得到的结论相差巨大.利用这两种阵列光阑发生衍射的方法可以在一定程度上方便地测量入射的涡旋光束的拓扑荷数,进而得其轨道角动量.     

夫琅禾费双矩孔衍射及其特例的计算机仿真

分析了夫琅禾费双矩孔衍射及其特例的光强分布,基于Matlab软件实现了夫琅禾费双矩孔衍射及其特例的计算机仿真.结果表明,夫琅禾费双矩孔衍射的光强分布为两个矩孔衍射的相干叠加结果;仿真图像与实际实验的结果一致,可应用于光学辅助教学等.     

光学衍射仿真软件的设计与实现

分析了在计算机模拟光学衍射过程中,把连续的菲涅耳衍射积分公式离散化为离散菲涅耳变换的方法,并用离散菲涅耳变换计算出任意形状衍射屏的衍射光场．应用MATLAB的GUI工具开发了光学衍射仿真软件,它不仅能模拟常见光孔的衍射,也能对如刀片等复杂形状衍射屏的菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射进行模拟,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．