【正文】 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. 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 prehensive 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. Finally, create an interactive GUI interface, users can change the input parameters to simulate different conditions of the diffraction pattern. Key word: matlab。 菲涅爾衍射原理 ............................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 3 夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)仿真 .................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 4 菲涅爾衍射實(shí)驗(yàn)仿 真 ......................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。在計(jì)算機(jī)日益普及的今天，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)作為虛擬實(shí)驗(yàn)手段己經(jīng)成為計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一個(gè)重要分支。仿真程序在運(yùn)行過(guò)程中具有以下多種功能：計(jì)算機(jī)可以顯示出系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)時(shí)的整個(gè)過(guò)程和在這個(gè)過(guò)程中所產(chǎn)生的各種現(xiàn) 象和狀態(tài)。 需要請(qǐng)聯(lián)系我，我的郵箱 者難以觀察的現(xiàn)象和難以實(shí)現(xiàn)的測(cè)量，捕捉稍縱即逝的物理現(xiàn)象，可以記錄物理過(guò)程的每一個(gè)細(xì)節(jié) )和經(jīng)濟(jì)性 (不需要貴重的儀器設(shè)備 )等特點(diǎn)。光學(xué)內(nèi)容比較抽象，如不借助實(shí)驗(yàn)，學(xué)生很難理解，如光的干涉、菲涅耳衍射、夫瑯禾費(fèi)衍射等。如利用計(jì)算機(jī)仿真聯(lián)合變換相關(guān)實(shí)驗(yàn)，可以得到清晰的相關(guān)峰，而在實(shí)驗(yàn)中液晶光閥的分辨率較低，很難得到清晰的相關(guān)峰 。在這方面，美國(guó)走在最前面，其中最具代表性的是勞倫斯利弗莫爾實(shí)驗(yàn)室光傳輸模擬計(jì)算軟件 Prop92 及大型總體優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件 CHAINOP和 PROPSUITE。另外，該軟件圖形顯示界面友好，運(yùn)行穩(wěn)定。目前該軟件已經(jīng)應(yīng)用于神光一Ⅲ [5]主機(jī)可行性論證的工作中。還有網(wǎng)絡(luò)版光學(xué)教材，該教材采用 Mathematica 進(jìn)行光學(xué)仿真計(jì)算，結(jié)合 的動(dòng)畫(huà)制西安 xx 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 作功能在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)時(shí)演示各種光學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果圖。 Matlab 仿真的優(yōu)越性 Matlab[7]是 Mathworks 公司于 1982 年推出的一套高性能的數(shù)值計(jì)算和可視化軟件。對(duì)于一 個(gè)從事特定領(lǐng)域的工程師來(lái)說(shuō)，不僅可利用 Matlab 所提供的函數(shù)及基本工具箱函數(shù)，還可方便地構(gòu)造出專用的函數(shù)，從而大大擴(kuò)展了其應(yīng)用范圍。在研究單位、工業(yè)部門(mén)， Matlab 也被廣泛用于研究和解決各種工程問(wèn)題。本課題使用Matlab 軟件結(jié)合所學(xué)的物理光學(xué)中光的衍射原理，對(duì) 夫瑯禾費(fèi) 衍射實(shí)驗(yàn) 和菲涅爾衍射 的光強(qiáng)分布進(jìn)行編程運(yùn)算， 包括了單縫，多縫以及矩孔縫寬條件下， 并輸西安 xx 大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 4 出計(jì)算得到的衍射圖樣分布 [9]，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn) 象進(jìn)行仿真。 需要請(qǐng)聯(lián)系我，我的郵箱 2 光學(xué)衍射基本原理 5 2 光學(xué)衍射基本原理 光的衍射現(xiàn)象 衍射定義 當(dāng)波傳播過(guò)程中遇到障礙物時(shí)，波就不是沿直線傳播，它可以到達(dá)沿直線傳播所不能達(dá)到的區(qū)域。 c 衍射的分類 ① Fresnel 衍射 :光源和接收屏距離衍射物有限遠(yuǎn) ② Fraunhofer 衍射 :光源和接收屏距離衍射物無(wú)限遠(yuǎn)。其范圍超過(guò)了光沿直線所能達(dá)到的區(qū)域，即形成了衍射。此原理能定性地說(shuō)明光波傳播方向的改變（即衍射）現(xiàn)象，但是，不能解釋光的衍射中明暗相間條紋的產(chǎn)生。 如圖所示， S 為某時(shí)刻光波波陣面， sd 為 S 面上的一個(gè)面元， n 是 sd 的法向矢量， P 為 S 面前的一點(diǎn)，從 sd 發(fā)射的子波在 P 點(diǎn)引起振動(dòng)的振幅與面積元ds 成正比，與 sd 到 P 點(diǎn)的距離 r 成反比（因?yàn)樽硬榍蛎娌ǎ€與 r 同 sd 間夾角 ? 有關(guān)，至于子波在 P 點(diǎn)引起的振動(dòng)位相僅取決于 r， ds 在 P 處引起的振動(dòng)可表示為 )2c os ()( ???? rtr dskdy ?? () 式中 ? 為光波角頻率， ? 為波長(zhǎng)， )(?k 是 ? 的一個(gè)函數(shù)。在一般情況下，此式積分是比較復(fù)雜的，在某些特殊情況下積分比較簡(jiǎn)單，并可以有矢量加法代替積分。它可以看成是圓孔的投影，即光的傳播可看成是沿直線進(jìn)行的，衍射現(xiàn)象不明顯。 C 區(qū)是距離圓孔很遠(yuǎn)的區(qū)域，觀察屏在 C 區(qū)內(nèi)移動(dòng)時(shí)，屏上衍射圖樣只有大小變化而形式不改變。例如，對(duì)于光波為 600nm 和圓孔直徑為 2cm 的情形， B 區(qū)的起點(diǎn)距離要大于 25cm，而 C區(qū)距離要遠(yuǎn)大于 160m。 39。這對(duì)于我們只關(guān)心的衍射圖樣的相對(duì)強(qiáng)度分布來(lái)說(shuō)，并無(wú)任何影響。 夫瑯禾費(fèi)矩孔衍射 在夫瑯禾費(fèi)衍射裝置中，若衍射孔徑是矩形孔，在透鏡 2L 的后焦面上便可獲得矩孔的夫瑯禾費(fèi)衍射圖樣。 圖 選取矩孔中心作為坐標(biāo)原點(diǎn) C，觀察平面 P 點(diǎn)復(fù)振幅為 需要請(qǐng)聯(lián)系我，我的郵箱 其中 )exp(39。矩孔衍射在 y 軸上的強(qiáng)度分布由 20 )sin( ??II ? （ ） 決定，它可以利用同樣的方法討論。中央亮斑可認(rèn)為是衍射擴(kuò)展的主要范圍，它的邊緣在 x 和 y 軸上分別西安 xx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文 ） 10 由條件 ???? ???? yx ba s ins in 和 決定。 夫瑯禾費(fèi)單縫衍射 如果矩孔一個(gè)方向的寬度比另一個(gè)方向的寬度大得多，比如 ba，矩孔就變成了狹縫。根據(jù)前面的討論，可知在單縫衍射圖樣中，中央亮紋是在下式?jīng)Q定 的兩個(gè)暗點(diǎn)范圍內(nèi)： fax ???0 （ ） 這一范圍集中了單縫衍射的絕大部分能量。在單縫衍射的討論中，已經(jīng)知道，衍射條紋的間距（相鄰兩暗紋之間 的距離） faxe ???? （ ） 因此，直徑為 a 的細(xì)絲的衍射條紋間距也有上式表示。 圖 夫瑯禾費(fèi)多縫衍射 多縫衍射圖樣的強(qiáng)度分布同樣應(yīng)該用夫瑯禾費(fèi)衍射公式進(jìn)行計(jì)算，這時(shí)積分區(qū)域是多個(gè)狹縫露出的波面。上式便是 N 縫衍射的強(qiáng)度分布公式。而嵌入式 GUI 具有幾個(gè)方面的基本要求：輕型、占用資源少、高性能、高可靠性、便于移植、可配置等特點(diǎn)。特別是在光學(xué)教學(xué)過(guò)程中，對(duì)光學(xué)現(xiàn)象的理解離不開(kāi)光學(xué)實(shí)驗(yàn)。光學(xué) [M]．高等教育出版社， 1988： l60— 202． [7] 曲偉娟，基于 MATLAB 的光學(xué)試驗(yàn)仿真，西北工業(yè)大學(xué)碩士論文， 2020 [8],ThePROP92FourierBeam PropagationCode,LawrenceLivermoreNationallaboratory,Livermore,UCRLLR105821964,1996。她無(wú)論在理論上還是在實(shí)踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高。本人保證畢業(yè)離校后，使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作成果或用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作成果發(fā)表論文時(shí)署名單位仍然為西安 xx 大學(xué)許畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨籍厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）的全部或部分內(nèi)容，可 以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）與資料若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。Property39。s Tools menu. Choose GUI allows only one % instance to run (singleton). 需要請(qǐng)聯(lián)系我，我的郵箱