圆孔衍射光强的数值模拟研究

研究轴对称光束垂直入射的圆孔衍射花样,建立数学模型数值模拟了圆孔衍射的光强分布解,通过对图像解的分析可知,光入射圆孔后在传播过程中不断地发生衍射现象,最后衍化成具有高斯分布的形式。光在孔径后边缘处仍有衍射现象,即屏后附近光振动的复振幅不为零,而基尔霍夫边界条件只是一个近似结果。     

如何获得放大的费涅耳衍射花样

把Ｇｙ－Ｉ型激光器和一个凹透镜组合起来,我们就可以得到一束发散的球面波束．这种发散的球面波束正是费涅耳衍射理论中所要求的“点光源”．如果在球面波束传播的路径上放上适当的圆盘、圆孔、细线、单缝、双缝、单边……等衍射样品,就会在屏上出现各种各样的衍射花样...     

关于近轴条件下轴外像点为夫琅和费衍射场的讨论

一、引言考虑到光的衍射波动效应时,理想的几何光学像点实际上是夫琅和费圆孔衍射花样.这是光学成像理论中的一个重要结论,它不仅是判别成像仪器分辩本领的理论依据,也是理解几何光学成像过程和短波长近似的物理实质的关键.在一般的光学教材中只是对轴上像点的特殊情形作了说明,而对轴外像点则是不加说明地承认为事实.由于轴外像点的透射光波不再具有良好的轴对称性,因此它的衍射场是否仍和轴上的夫琅和费圆孔衍射花样一样是中央爱里斑和同心圆环,这并非是不言自明的.在文献[1]中,作者从现代变换光学和付里叶分析的角度对此作了说明。本文从惠更斯-菲涅耳原理和波前变换出发对此进行了解析论证,表     

畸变光束圆孔衍射的研究

采用Zernike多项式拟合元件位相畸变的方法,提出了波前畸变圆孔衍射模型,并进行了波前畸变圆孔衍射及其和理想状态下圆孔衍射的比较.通过分析,不同波长经过球差波前畸变圆孔衍射,最大光强分布的位置是不同的,与理想圆孔衍射的光强分布位置差别比较大,波前畸变对衍射光强分布有很大的影响.     

单色点源圆孔衍射的数值模拟实验

根据平面屏衍射的特点,由菲涅尔-基尔霍夫衍射公式得到单色点源圆孔衍射的积分表达式,然后提出了单色点源圆孔衍射的一种数值计算方法,用Matlab软件进行计算机数值模拟实验研究单色点源照射圆孔产生衍射的傍轴区的光场,有助于对相关衍射实验及衍射理论与技术的进一步研究。这种计算机仿真方法扩展了衍射问题的研究途径与方法,具有一定的应用价值,尤其对于教学具有直观作用。     

高斯光束的圆孔夫琅禾费衍射

利用菲涅耳-基耳霍夫衍射原理对高斯光束通过有限圆孔的夫琅禾费衍射进行了详细的理论分析,给出了高斯光束在的夫琅禾费衍射区的光场分布,并与平面波的的圆孔夫琅禾费衍射进行了粗略的比较。     

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。     

高斯光束微圆孔衍射变换的数值仿真实验

高斯光束的微圆孔衍射变换在微光学、激光技术以及微光机电技术中发挥着基础性作用,通过数值计算模拟实验可以对它进行研究与探索。由菲涅尔-基尔霍夫衍射公式得到单色点源平面屏衍射的积分式,类推得到高斯光束圆孔衍射的积分式,并给出这一积分式的一种数值计算方法。利用Matlab软件进行了高斯光束微圆孔衍射变换的数值仿真实验研究,这有助于激光束的实际衍射实验及其测控理论与技术的研究以及光学教学的改革。     

对“夫琅和费圆孔衍射”实验测量方法的一点改进

对“夫琅和费圆孔衍射”实验测量方法的一点改进李淑华夫琅和费圆孔衍射实验，是光学中的一个基本实验。通过本实验可以说明，当孔隙的大小可以与光波波长相比拟时，光将不沿直线传播，而出现衍射现象。由于大多数光学仪器的主要元件如透镜和光阑等多是圆孔形的。所以，做...     

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．     

衍射图样的实验观测

本文提出一种观测衍射花样的实验装置,分析了该实验装置的原理,操作以及对衍射屏的选择。并用实拍的衍射花样照片,生动地描述了不同类型衍射以及它们之间的演变过程。     

菲涅尔圆孔(屏)衍射的应用

类比干涉原理,利用菲涅尔圆孔(屏)衍射公式来计算"光滑"小球体的表面光洁度,并简要分析其局限。通过理论推导和实验分析,得出用菲涅尔圆孔(屏)衍射研究球体的光洁度是可行的方法。     

泊松亮斑与圆孔衍射的实验演示

新教材高中物理 (试验修订本·必修 )第二册第十九章“光的本性”第三节光的衍射、(试验修订本·必修加选修 )第三册第二十一章“光的波动性”第二节光的衍射 ,教材通过介绍圆孔衍射和泊松亮斑这两个实验 ,来证明了光的波动性 .但是 ,在现有的物理仪器中 ,只能做单缝衍射实验 ,而更能说明光具有波动性的圆孔衍射和著名的泊松亮斑这两个实验 ,只有文字和图片 ,没有现成的仪器 .为了让学生亲眼看到实验的结果 ,加深对该理论的理解 ,我们在实践中摸索出一套办法可演示成功 ,且效果颇佳 ,如再配合多媒体视频进行放大 ,效果更佳 .现介绍如下 ,供…     

矩孔和圆孔菲涅耳衍射的计算机模拟

由菲涅耳-基尔霍夫衍射理论得到单色点源照射衍射孔产生的衍射光场的积分表达式,然后用Matlab语言模拟了矩孔和圆孔菲涅耳衍射的光场分布情况,在PC上实现了菲涅耳衍射积分的计算机模拟演示,有利于对相关的衍射理论与技术的进一步研究.     

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。     

定量惠更新—菲涅耳原理

在保留次波假说和次波相干叠加原理的前提下,把惠更斯－菲涅耳原理发展成为定量的原理,并给出这个原理的适用条件,指出次波振动源的位相比同一位置的光振动的位相超前π／2。用此原理推出了菲涅耳圆孔和圆屏衍射现象中轴线上的光振动公式,给出了使这种衍射现象清晰明显的的条件。圆满地解释了夫琅和费圆孔衍射。     

单色平面光波的双缝衍射的计算机仿真

以菲涅耳衍射积分为数学模型,用计算机模拟单色平面光波的双缝衍射,求解出不同缝宽时观察屏上的光强分布和衍射花样,通过与单缝衍射和双缝干涉的光强分布和花样对比,分析双缝衍射和双缝干涉以及单缝衍射的关系。     

基于FDTD方法研究一维孔径菲涅耳衍射

应用时域有限差分FDTD方法研究一维孔径菲涅耳衍射花样的基本特征．首先简介了FDTD的基本原理和实现方法,接着从理论上分析了一维孔径菲涅耳衍射花样的规律,最后给出应用FDTD方法的数值仿真结果,该结果与理论分析相吻合．     

光学现象的计算机模拟

介绍了用计算机模拟光现象的数值计算方法和傅立叶变换方法。作为例子，模拟了等厚干涉、光栅衍射和圆孔衍射以及特殊孔径的衍射等光学现象。     

用Matlab模拟白光单缝和圆孔衍射场的分布图

笔者运用Matlab编程开发软件根据配色原理,将白光衍射的情况分解为三基色衍射场的非相干叠加,用Matlab模拟白光单缝和圆孔衍射场的分布图,并且给出程序代码,使得结果形象直观.