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基于matlab的衍射系统仿真.docx

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基于matlab的衍射系统仿真.docx

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《工程光学》综合性练习二

题目：基于 matlab 的衍射系统仿真

综合练习大作业二

一、要求

3-4 人组成小组，对下面给出的各题目利用 Matlab 等工具进行仿真。练习结

束时每组提交一份报告及仿真程序。在报告中应注明各仿真结果所对应的参数，

如屏与衍射屏间距、孔径形状尺寸等。

二、仿真题目

1. 改变观察屏与衍射屏间距，观察观察屏上发

生的衍射逐渐由菲涅耳衍射转为夫琅和费

衍射

1) 原理图：

S 点光源发出的波长 lam=500 纳米

S 点发出光线经过单缝，

缝宽 a；

单缝到衍射屏的距离 L'

2) Matlab 代码

clear;clc

l=10; %l=input ('单缝到衍射屏的距离 L=');

a=0.2; %a=input('单缝的宽度(mm)a=');

lam=500e-6; %lam=input('波长(nm)');

x=-1:0.001:1; %接收屏边界

y=x./sqrt(x.^2+l^2);

z=a.*y/lam;

I=1000*(sinc(z)).^2; %计算接受屏某点光强

subplot(2,1,1) %绘制仿真图样及强度曲线

image(2,x,I)

colormap(gray(3))

title('单缝衍射条纹')

subplot(2,1,2)

plot(x,I)

title(光强分布)

3)初始仿真图样（d=10）

4)改变 d 之后的图样(d=1000)

5) 变化规律

根据衍射屏以及接受屏的相对位置不同，由此产生菲涅尔衍射和夫琅禾费衍

射的区别，根据我们模拟的情况得到菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射的明显不同是

夫琅禾费衍射条件下：中央有一条特别明亮的亮条纹，其宽度是其他亮条纹的两

倍；其他亮条纹的宽度相等，亮度逐渐下降。

2. 改变孔径形状、尺寸，观察图样变化

1）原理图

矩孔衍射：

透镜焦距：1000mm;

照射光波长：500nm;

孔高：a（mm）；孔宽：b（mm）；

圆孔衍射：

圆孔直径：r（mm）；

照射光波长：500nm;

2）matlab 代码

矩孔衍射：

focallength=1000;

lambda=500;

a=2.0;b=2.0;

resolution=64;

center=(resolution)/2;

A=zeros(resolution,resolution);

for i=1:1:resolution

for j=1:1:resolution

if abs(i-center)<a*10/2 & abs(j-center)<b*10/2

A(j,i)=255;

end

E=ones(resolution,resolution);

k=2*pi*10000/focallength/lambda;

imag=sqrt(-1);

for m=1:1:resolution

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