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Matlab雙圓孔衍射仿真研究(菲涅爾和夫瑯禾費衍射)

時間:2017-04-08 17:42來源:畢業論文
論文在仿真實驗的基礎上系統地探討了利用Matlab實現光學實驗仿真的理論和方法,并詳細給出了光學衍射實驗的仿真結果,分別對菲涅爾和夫瑯禾費衍射進行仿真,并且模擬出了其圓孔,

摘要光學試驗中衍射實驗是非常重要的實驗,光的衍射現象為光的波動說提供了有力的證據。光學衍射實驗的計算機仿真不僅在科學與工程計算方面發揮著重要作用,而且在光學方面也引起了廣大教育工作者的廣泛關注。本論文在仿真實驗的基礎上系統地探討了利用Matlab實現光學實驗仿真的理論和方法,并詳細給出了光學衍射實驗的仿真結果。
本文對于衍射概念、以及兩種衍射實驗的區別、原理及光強分布編程做了詳細全面的介紹,并用Matlab軟件對典型的衍射現象建立了數學模型,對衍射光強分布進行了編程運算,對衍射實驗進行了仿真。本文中分別對菲涅爾和夫瑯禾費衍射進行仿真,并且模擬出了其圓孔,雙圓孔,四圓孔的衍射圖樣。從菲涅爾四圓孔的衍射圖樣引入我們初步探討一個很重要的光學現象—光學渦旋。
關鍵字:Matlab;衍射;衍射實驗仿真; 菲涅爾衍射;夫瑯禾費衍射6963
畢業設計說明書(論文)外文摘要
Title    The simulation of two-hole  Fresnel diffraction
Abstract
Optical diffraction experiment is a very important experiment, the diffraction phenomenon of light wave theory of light provides a strong evidence. Computer simulation of optical diffraction experiment not only in scientific and engineering computing has played an important role, but also in optics in the education sector also attracted wide attention. In this paper, based on the simulation of the system to achieve optical experiments using Matlab simulation theory and method, and optical diffraction experiment are presented in detail the simulation results. 源¥自%六^^維*論-文+網=www.aftnzs.live
This concept of the diffraction, and the difference between two kinds of diffraction experiments, light intensity distribution of programming principles and made a detailed and comprehensive introduction to, and use Matlab software to set up a typical mathematical model of diffraction, the diffraction intensity distribution of the programming operation, the diffraction experiment is simulated.  his paper respectively to Fresnel and Fraunhofer diffraction are simulated, and the simulation shows its hole, double hole, four hole diffraction pattern. From four Fresnel circular aperture diffraction patterns into our preliminary discuss a very important optical phenomena- optical vortex.
Key word: matlab; diffraction ;diffraction experiment simulation;Fresnel  diffraction; Fraunhofer diffraction
目錄

1 緒論  1
1.1    光學仿真的研究意義 1
1.2    國內外研究現狀MATLAB    2
1.3    Matlab仿真的優越性 3
1.4    仿真的主要內容3
2    光的衍射理論  4
2.1    光的衍射現象  4
2.2    惠更斯-菲涅爾原理  5
2.3    菲涅爾-基爾霍夫衍射7
2.4    基爾霍夫衍射公式的近似  8
3    用MATLAB 語言模擬光的傳播   11
3.1    光學傳播的模擬    11
3.2    菲涅爾衍射光波的線性傳輸    16
4    衍射的仿真   20
4.1    光現象的數值仿真方法   20
4.2    圓孔孔菲涅爾衍射的仿真 20
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4.3    雙圓孔夫瑯禾費的仿真   22
5  菲涅爾圓孔衍射的仿真    26
5.1單圓孔菲涅爾衍射仿真   26
5.2 四圓孔菲涅爾衍射仿真   31
結論   37
致謝   38
參考文獻    39
1  緒論
1.1光學仿真的研究意義
工程設計領域中,人們通過對研究對象建立模型,用計算機程序實現系統的運行過程和得到運算結果,尋找出最優方案,然后再予以物理實現,此即為計算機仿真科學。在計算機日益普及的今天,計算機仿真技術作為虛擬實驗手段己經成為計算機應用的一個重要分支。它是繼理論分析和物理實驗之后,認識客觀世界規律性的一種新型手段。計算機仿真過程是以仿真程序的運行來實現的。仿真程序運行時,首先要對描述系統特性的模型設置一定的參數值,并讓模型中的某些變量在指定的范圍內變化,通過計算可以求得這種變量在不斷變化的過程中,系統運動的具體情況及結果。仿真程序在運行過程中具有以下多種功能:計算機可以顯示出系統運動時的整個過程和在這個過程中所產生的各種現象和狀態。具有觀測方便,過程可控制等優點;可減少系統外界條件對實驗本身的限制,方便地設置不同的系統參數,便于研究和發現系統運動的特性;借助計算機的高速運算能力,可以反復改變輸入的實驗條件、系統參數,大大提高實驗效率。不過觀察者難以觀察的現象和難以實現的測量,捕捉稍縱即逝的物理現象,可以記錄物理過程的每一個細節)和經濟性(不需要貴重的儀器設備)等特點。在光學儀器設計和優化過程中,計算機的數值仿真已經成為不可缺少的手段。通過仿真計算,可以大幅度節省實驗所耗費的人力物力,特別是在一些重復實驗工作強度較大且對實驗器材、實驗環境等要求較苛刻的情況下,如在大型激光儀器的建造過程中,結合基準實驗的仿真計算結果可為大型激光器的設計和優化提供依據。 Matlab雙圓孔衍射仿真研究(菲涅爾和夫瑯禾費衍射):http://www.aftnzs.live/wuli/20170408/4708.html
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