【正文】 。d=39。d=39。d=39。)。 title(39。Diffraction efficiency39。)。 武漢理工大學(xué)《專業(yè)課程設(shè)計(jì) 3(信息光學(xué) )》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 31 xlabel(39。 hold on。b:*39。 z1=z./zmax。 z=y./(x+y)。 x=1(ks./v).^2。%光柵周期 ks=*().*d./P。 d=*10^(3)。 hold on。r:o39。 z1=z./zmax。 z=y./(x+y)。 x=1(ks./v).^2。%光柵周期 ks=*().*d./P。 d=*10^(3)。 武漢理工大學(xué)《專業(yè)課程設(shè)計(jì) 3(信息光學(xué) )》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 30 hold on。g:p39。 z1=z./zmax。 z=y./(x+y)。 x=1(ks./v).^2。%光柵周期 ks=*().*d./P。 d=*10^(3)。)。,39。,39。 legend(39。(不同光柵周期 P)衍射效率 光柵厚度 d 頻譜曲線 39。)。ylabel(39。d(mm)39。 hold on。b:*39。 z=y./(1+y)。 P=6*10^(6)。 hold on。r:o39。 武漢理工大學(xué)《專業(yè)課程設(shè)計(jì) 3(信息光學(xué) )》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 29 z=y./(1+y)。 P=4*10^(6)。 hold on。g:p39。 z=y./(1+y)。 P=2*10^(6)。 (不同光柵周期 )衍射效率 光柵厚度頻譜 源代碼 %脈沖寬度 100fs； Bragg（中心）波長(zhǎng) 。P=4um39。P=3um39。P=2um39。)。 title(39。Diffraction efficiency39。)。 xlabel(39。 hold on。b:*39。 z1=z./zmax。 z=y./(x+y)。 x=1(ks./v).^2。%光柵周期 ks=*()*10^4/P。 w=::。)。 plot(w,z1,39。%衍射效率 zmax=max(z)。 y=(sinh(sqrt(v.^2ks.^2))).^2。 v=*10^5.*P./w。 P=3*10^(6)。 hold on。g:p39。 z1=z./zmax。 z=y./(x+y)。 x=1(ks./v).^2。%光柵周期 ks=*()*10^4/P。 武漢理工大學(xué)《專業(yè)課程設(shè)計(jì) 3(信息光學(xué) )》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 27 (不同光柵周期 )衍射效率 波長(zhǎng)頻譜 源代碼 %光柵厚度 d=；中心波長(zhǎng) ；折射率調(diào)制度 n1= w=::。Δτ=350fs39。Δτ=200fs39。Δτ=50fs39。)。 title(39。Diffraction intensity（ a/.u） 39。)。 xlabel(39。%表示衍射光強(qiáng)度，隨波長(zhǎng)的變化 hold on。b:*39。 I1=I./Imax。%衍射光場(chǎng) I=s.*conj(s)。 x3=coth(sqrt(v.^2ks.^2))。%中間變量 x1=ks./v。%入射光場(chǎng) ks=.*d.*().*10.^(6)。 w0=。 c=3*10^8。 dt=400*10^(15)。%表示衍射光強(qiáng)度，隨波長(zhǎng)的變化 hold on。r:o39。 I1=I./Imax。%衍射光場(chǎng) I=s.*conj(s)。 x3=coth(sqrt(v.^2ks.^2))。%中間變量 x1=ks./v。 ks=.*d.*().*10.^(6)。 w0=。 c=3*10^8。 dt=200*10^(15)。%表示衍射光強(qiáng)度，隨波長(zhǎng)的變化 hold on。g:h39。 I1=I./Imax。%衍射光場(chǎng) I=s.*conj(s)。 x3=coth(sqrt(v.^2ks.^2))。%中間變量 x1=ks./v。%入射光場(chǎng) 武漢理工大學(xué)《專業(yè)課程設(shè)計(jì) 3(信息光學(xué) )》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 25 ks=.*d.*().*10.^(6)。 w0=。 c=3*10^8。 dt=50*10^(15)。)。,39。,39。 legend(39。(不同光柵周期 P)衍射光強(qiáng)度 波長(zhǎng)頻譜曲線 39。)。ylabel(39。Wavelength（ um） 39。 axis([ 0 1])。)。 plot(w,I1,39。%衍射光強(qiáng) Imax=max(I)。 s=U./(x11i*x2.*x3)。 x2=sqrt(1(ks./v).^2)。 v=*10^5.*P./w。%入射光場(chǎng) P=7*10^(6)。 w0=。%脈沖寬度 T=dt./sqrt(2*)。 w=::。)。 plot(w,I1,39。%衍射光強(qiáng) Imax=max(I)。 s=U./(x11i*x2.*x3)。 x2=sqrt(1(ks./v).^2)。 v=*10^5.*P./w。 P=4*10^(6)。 w0=。 T=dt./sqrt(2*)。 w=::。)。 plot(w,I1,39。%衍射光強(qiáng) Imax=max(I)。 s=U./(x11i*x2.*x3)。 x2=sqrt(1(ks./v).^2)。 v=*10^5.*P./w。%入射光場(chǎng) P=2*10^(6)。 w0=。%脈沖寬度 T=dt./sqrt(2*)。 (不同光柵周期 )衍射光強(qiáng)度 波長(zhǎng)頻譜 源代碼 %光柵厚度 ,脈沖寬度 n1= clear all close w=::。d=39。d=39。d=39。)。 title(39。Diffraction intensity（ a/.u） 39。)。 xlabel(39。%表示衍射光強(qiáng)度，隨波長(zhǎng)的變化 hold on。b:*39。 I1=I./Imax。%衍射光場(chǎng) I=s.*conj(s)。 x3=coth(sqrt(v.^2ks.^2))。%中間變量 x1=ks./v。%入射光場(chǎng) ks=.*d.*().*10.^(6)。 w0=。 d=*10^(3)。 dt=100*10^(15)。%表示衍射光強(qiáng)度，隨波長(zhǎng)的變化 hold on。r:o39。 I1=I./Imax。%衍射光場(chǎng) I=s.*conj(s)。 x3=coth(sqrt(v.^2ks.^2))。%中間變量 x1=ks./v。 ks=.*d.*().*10.^(6)。 w0=。 d=*10^(3)。 dt=100*10^(15)。%表示衍射光強(qiáng)度，隨波長(zhǎng)的變化 hold on。g:h39。 I1=I./Imax。%衍射光場(chǎng) I=s.*conj(s)。 x3=coth(sqrt(v.^2ks.^2))。%中間變量 x1=ks./v。%入射光場(chǎng) ks=.*d.*().*10.^(6)。 w0=。 d=*10^(3)。 dt=100*10^(15)。)。,39。,39。 武漢理工大學(xué)《專業(yè)課程設(shè)計(jì) 3(信息光學(xué) )》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 20 legend(39。(不同脈沖寬度 )入射光強(qiáng)度 波長(zhǎng)頻譜曲線 39。)。ylabel(39。Wavelength（ um） 39。 axis([ 0 1])。)。 plot(w,I1,39。%入射光強(qiáng) Iomax=max(Io)。%中心波長(zhǎng) U=sqrt(pi).*T.*exp((pi.*T.*c.*(10.^6./w10.^6./w0)).^2)。 c=3*10^8。 dt=200*10^(15)。 hold on。r:o39。 I1=Io./Iomax。 Io=U.*conj(U)。 w0=。 T=dt./sqrt(2*)。 w=::。)。 plot(w,I1,39。%入射光強(qiáng) Iomax=max(Io)。%中心波長(zhǎng) U=sqrt(pi).*T.*exp((pi.*T.*c.*(10.^6./w10.^6./w0)).^2)。 c=3*10^8。 dt=50*10^(15)。 2）兩種光柵的邊界條件不同：反射型體光柵的邊界條件為 ?? (??,??) = ,?? ( ,??) = ??0(??)，透射型體光柵的邊界條件為 ?? ( ,??) = ,?? ( ,??) = 1。 每次做課程設(shè)計(jì)不可避免的遇到很多問(wèn)題，比如，基本原理理解不透徹導(dǎo)致做出的結(jié)果與實(shí)際要求有差別，軟件使用時(shí)有許多功能不了解需要花很多時(shí)間慢慢摸索，而且這學(xué)期要做兩個(gè)課程設(shè)計(jì)，對(duì)于要準(zhǔn)備考研 的我來(lái)說(shuō)壓力很大， 但我克服了這些困難 ，盡自己的最大努力把本次的課程設(shè)計(jì)從預(yù)答辯到最后交報(bào)告做到最好，同時(shí)，也要感謝老師和同學(xué)給與我的幫助，我從中學(xué)到很多東西，受益匪淺。 選擇適當(dāng)?shù)墓鈻艆⒘亢腿肷涿}沖的脈沖寬度 , 可以控制衍射和透射光束的光譜寬度、脈沖寬度和波形以及光柵的衍射效率 , 并給出了控制的方法 。 為此 本次修正 了 Ko gelnik 的耦合波理論 , 分析了超短脈沖激光光束 在色散效應(yīng)的影響下 , 基于 Ko gelnik 的耦合波理論 , 分析了一維反射型體全息光柵對(duì)超短脈沖激光光束衍射的武漢理工大學(xué)《專業(yè)課程設(shè)計(jì) 3(信息光學(xué) )》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 17 性質(zhì) , 詳細(xì)給出了超短脈沖激光光束的衍射及透射光的頻譜和時(shí)間強(qiáng)度分布及光柵的光譜寬度 。 雖然它在自由空間以及經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單光學(xué)元件的傳輸中已得到了廣泛研究 , 但超短脈沖激光光束經(jīng)體全息光柵的傳輸特性最近才引起人們的重視 。同時(shí)在編寫程序的時(shí)候要注意數(shù)量級(jí)的問(wèn)題以及畫圖時(shí)坐標(biāo)軸的設(shè)定問(wèn)題，以免出現(xiàn)不匹配的現(xiàn) 象。 具體編程調(diào)試的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)各種報(bào)錯(cuò)，比如，變量未定義，變量類型不匹配，以及所畫圖形無(wú)法明顯區(qū)分等等。 在調(diào)試過(guò)程中，會(huì)發(fā)現(xiàn)衍射光強(qiáng)度和衍射效率的圖形高度不一致，所以對(duì)數(shù)值分析程序進(jìn)行了調(diào)整，對(duì)各種情況下的圖形進(jìn)行了歸一化處理。 4 調(diào)試過(guò)程及結(jié)論 根據(jù) 耦合波理論以及反射型體光柵的特性，利用已經(jīng)據(jù)此推導(dǎo)出的衍射效率和衍射光強(qiáng)的 公式，用 MATLAB 進(jìn)行數(shù)值分析編寫程序代碼，運(yùn)行，得到各種情況下的衍射光強(qiáng)度和衍射效率的數(shù)值分析圖形。當(dāng)光柵周期進(jìn)步增大到某特定值時(shí)，總的衍射效率將趨近于一個(gè)定值，這時(shí)入射脈沖光束中的所有頻譜分量都被衍射出去 。為比較衍射脈沖與入射脈沖，圖 8 給出了不同光柵周期情況下，歸一化衍射效率隨光柵厚度的頻譜特性曲線關(guān)系如下圖所示： 武漢理工大學(xué)《專業(yè)課程設(shè)計(jì) 3(信息光學(xué) )》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 15