【光学】基于matlab实现圆孔的菲涅尔衍射仿真

1 简介

根据惠更斯－菲涅耳原理，光的衍射是光束内部的次波之间的相干叠加，衍射光波场的光振动符合菲涅耳积分公式。但直接运用菲涅耳积分公式计算衍射光场是很困难的。对于夫琅和费衍射(远场衍射)，在光源和接收屏距离衍射屏均为无穷远的情况下，通过较为简单的积分运算即可得到较精确的衍射光振动和光强分布。而对于菲涅耳衍射(近场衍射)，即光源和接收屏距离衍射屏至少一个为有限远，只能通过近似方法(如半波带法)半定量地得出轴上一点的衍射光强。当轴上点对应的半波带数k =奇数时，则该点为亮点，若半波带数k = 偶数时，则该点为暗点。

轴外光强分布的定量分析难度很大，目前未见系统的研究。MATLAB 软件具有强大的计算和可视化功能，可以较为精确地模拟光学实验的结果，可避开复杂的光学理论推导以及条件苛刻的光学实验测量，使复杂、抽象的光学现象

变得具体、直观。

2 部分代码

%圆孔衍射 菲涅尔clearlamda=633*10^(-6);k=2*pi/lamda;%?¨??p=1;z=100;fu=sqrt(-1);d=0.1;[X,Y]=meshgrid(-p:0.005:p,-p:0.005:p);for i=1:size(X,1)for j=1:size(Y,1)if X(i,j).^2+Y(i,j).^2<=(d/2)^2A(i,j)=1;elseA(i,j)=0;endendend​endfigure(1)subplot(2,2,1);imshow(A,[])​subplot(2,2,2);imshow(aabss,[])colormap(gray);​subplot(2,2,3);[i,j]=size(aabss);​plot(x,B)​subplot(2,2,4);surfl(aabss)shading interpcolormap(gray)axis off​

3 仿真结果

4 参考文献

[1]陈丽娜, 陆霁, 朱伟玲. 基于MATLAB对菲涅耳圆孔衍射的模拟[J]. 实验室科学, , 17(4):4.

博主简介：擅长智能优化算法、神经网络预测、信号处理、元胞自动机、图像处理、路径规划、无人机等多种领域的Matlab仿真，相关matlab代码问题可私信交流。

部分理论引用网络文献，若有侵权联系博主删除。