夫琅禾费衍射

摘要： 根据夫琅禾费衍射的基本原理,利用MATLAB仿真模拟圆孔和矩形孔的夫琅禾费衍射,观察孔径大小与夫琅禾费衍射图样的关系,发现孔径越小,衍射现象越明显。接着通过矩形孔和圆形孔互为内接圆和外接圆的关系进行对比,研究衍射屏形状对夫琅禾费衍射图样的影响,分析其夫琅禾费衍射图样的特征,衍射图样对孔的形状有较大的依赖关系,且在孔径大小相当的情况下,矩孔的夫琅禾费衍射比圆孔的夫琅禾费衍射更加明显。计算机仿真能快速、准确的改变衍射屏的形状和大小,这对学生形象、直观的理解夫琅禾费衍射提供一种有益的辅助手段。

摘要： 在物理光学教学中,光的衍射是其中最重要的内容之一。本文介绍了光的衍射中夫琅禾费衍射的基本原理,用Matlab软件模拟了不同孔径下夫琅禾费衍射光强的分布情况。该仿真实验简单直观,易于操作,对物理光学的课程讲授和大学物理实验的教学有很好的辅助作用。

摘要： 本文以余弦光栅为模型,运用波前相因子分析方法,得到了有一定距离的双余弦光栅衍射斑的强度公式.推导出了双光栅之一作纵向或横向微谐振动时,远场衍射光斑强度的变化公式.这些公式呈现出复合余弦函数的变化规律,并且分析出了光强随时间的变化与光栅振幅之间的关系.为微小振动的测量提供了一种新的方法.最后,文章给出了衍射斑强度变化信号的数值计算结果.

摘要： 从夫琅禾费衍射积分公式出发,利用卷积定理和零阶汉克变换性质,推导出基横模高斯光束垂直入射轴锥镜-透镜组合光学系统后,在透镜后焦面上的光强分布解析描述公式,建立了环形结构光强度分布与轴锥镜-透镜组合中主要光学参数之间的数学关系,为环形结构光强度分布的快速模拟,以及生成环形结构光的光学系统设计提供理论支撑。根据所推导公式进行了数值模拟和实验验证,分别得到一均匀分布的环形结构光,且二者圆环大小相近,验证了理论结果的正确性。

摘要： 衍射、干涉、偏振均是光波动性的重要体现.针对光的夫琅禾费衍射现象,分析了产生夫琅禾费衍射的方法,系统地对单缝及双缝的夫琅禾费衍射光强分布问题进行理论与实验研究,增强对惠更斯-菲涅耳原理的理解.

摘要： 设计了夫琅禾费衍射实验光路,对不同形状的衍射物进行了夫琅禾费衍射实验研究.实验研究表明:多边形夫琅禾费衍射图样可以看成是多边形衍射物中各边的单边夫琅禾费衍射图样和相邻两边间干涉共同作用的结果.

摘要： 夫琅禾费圆孔衍射实验中,理论的推导和接受屏上衍射图样的分布一直是教学的重点。而现有的光学教材,对夫琅禾费圆孔衍射图样形成的理论推导大多是采用极坐标的方法,致使演算冗长,教学方法单一。因此,本文提供了一种较为简单的利用柱坐标来推导夫琅禾费圆孔衍射理论的方法,并且对其成像的原因进行了分析和相关结论作出了归纳。在此基础上,利用MATLAB强大的可视化功能,对圆孔衍射的整个过程进行计算机仿真,从而得到相应的仿真图像,动态展示衍射图样的形成过程。

摘要： 针对太赫兹谱成像对宽光谱、高光能利用率、实时探测分光器件的需求,提出了一种太赫兹立体相位光栅(MP-MG)分光器件.MPMG通过刻槽深度的变化引入光程差,实现对入射光的相位调制,从而使反射太赫兹波前的不同区域具有不同的相位信息,其零级衍射光具备分光能力.在分析MPMG衍射场光强分布的基础上,讨论了光栅参数对衍射场分布的影响,并通过实验验证了MPMG的衍射特性.结果 表明,MPMG各光栅单元在0.5 THz、0.34 THz的衍射效率理论值与实测值相吻合,证明了MPMG的零级衍射光具备分光能力.

摘要： 在物理光学的实验教学中,夫琅禾费衍射是重要内容之一,传统的实验教学受实验场地、实验条件等诸多条件限制.在实验教学中,利用自主研发的Seelight软件的模拟仿真可直观展示夫琅禾费衍射过程,通过模拟像差条件下的圆孔衍射、双圆孔与多圆孔的衍射等物理光学重要特征,能够帮助学生更好地理解物理概念,实现了理论学习和仿真实验的有机融合,提升了实验教学的教学效果.

摘要： 应用惠更斯-菲涅尔衍射理论模型计算周期相等但衍射狭缝宽度不相等的光栅的衍射规律.首先应用卷积运算方法对等周期非等宽光栅衍射狭缝进行量化分析,然后结合基尔霍夫和夫琅禾费衍射理论,应用傅里叶变换法计算出这种周期相等但衍射狭缝宽度不相等的光栅经过平面光照射之后的在空间中产生的衍射光强的分布规律,最后,应用MATLAB对其光强的分布规律进行仿真,分别控制缝宽大小和周期数量得出此光栅的光强分布规律与缝宽大小和周期数之间存在的关系.

摘要： 光的衍射反映了光的波动特性,夫琅禾费衍射是一种远场衍射,其入射光和衍射光都为平行光,本文针对这种平行光的特点,采用了光波的复振幅叠加方法来计算一般教科书上很少讨论的二维菱形小孔的夫琅禾费衍射问题,在避开应用基尔霍夫衍射公式的复杂计算情况下,较简捷地求得了菱形小孔夫琅禾费衍射的光强分布公式．

摘要： 给出一种新的圆孔夫琅禾费衍射的计算方法,从复振幅的角度出发,通过积分直接推导出光强分布.此方法的物理模型清晰、直观,数学计算简单,概念容易理解,并方便了教师的课堂讲解.

摘要： 拼接光栅过程中,相对基准光栅的位置偏差会影响衍射光束相位,从而影响到激光束的空间特性.用统计光学方法分析了面外角度偏差对衍射波前位相的影响,利用菲涅耳,夫琅禾费近似得到光场强度表达式,然后用数值方法计算了光栅存在各种位置偏差时,光束截面上的强度变化趋势;为拼接光栅实验提供了理论依据,并为光栅拼接技术的进一步完善提出理论支持.

摘要： 拼接光栅过程中,相对基准光栅的位置偏差会影响衍射光束相位,从而影响到激光束的空间特性.用统计光学方法分析了面外角度偏差对衍射波前位相的影响,利用菲涅耳,夫琅禾费近似得到光场强度表达式,然后用数值方法计算了光栅存在各种位置偏差时,光束截面上的强度变化趋势;为拼接光栅实验提供了理论依据,并为光栅拼接技术的进一步完善提出理论支持.

摘要： 拼接光栅过程中,相对基准光栅的位置偏差会影响衍射光束相位,从而影响到激光束的空间特性.用统计光学方法分析了面外角度偏差对衍射波前位相的影响,利用菲涅耳,夫琅禾费近似得到光场强度表达式,然后用数值方法计算了光栅存在各种位置偏差时,光束截面上的强度变化趋势;为拼接光栅实验提供了理论依据,并为光栅拼接技术的进一步完善提出理论支持.

摘要： 拼接光栅过程中,相对基准光栅的位置偏差会影响衍射光束相位,从而影响到激光束的空间特性.用统计光学方法分析了面外角度偏差对衍射波前位相的影响,利用菲涅耳,夫琅禾费近似得到光场强度表达式,然后用数值方法计算了光栅存在各种位置偏差时,光束截面上的强度变化趋势;为拼接光栅实验提供了理论依据,并为光栅拼接技术的进一步完善提出理论支持.

摘要： 本发明提供高精度地制成具有所希望的曲率的曲面衍射光栅。一种曲面衍射光栅的制造方法，具有：在平板状的硅基板(2)上形成衍射光栅图案(20)的步骤；在加热的状态下向形成有上述衍射光栅图案的硅基板(2)按压具有所希望的曲面形状的固定基板(3)而使上述硅基板曲面化，并且在具有上述曲面形状的固定基板(3)上固定具有上述衍射图案的硅基板(2)来制作曲面衍射光栅的模具(1)的步骤；以及使具有柔软性的部件与上述曲面衍射光栅的模具接触来在该部件上转印衍射光栅图案的步骤。

摘要： 本发明提供高精度地制成具有所希望的曲率的曲面衍射光栅。一种曲面衍射光栅的制造方法，具有：在平板状的硅基板(2)上形成衍射光栅图案(20)的步骤；在加热的状态下向形成有上述衍射光栅图案的硅基板(2)按压具有所希望的曲面形状的固定基板(3)而使上述硅基板曲面化，并且在具有上述曲面形状的固定基板(3)上固定具有上述衍射图案的硅基板(2)来制作曲面衍射光栅的模具(1)的步骤；以及使具有柔软性的部件与上述曲面衍射光栅的模具接触来在该部件上转印衍射光栅图案的步骤。

摘要： 本实用新型属教学仪器。其结构主要有固定衍射屏(3)和可动衍射屏(4),二者可相对平移,微距调节系统包括有丝杠(10)、丝杠手轮(11)、由丝杠(10)推动的滑块(8)、能使滑块(8)回复原位的弹簧(12)等,可动衍射屏(4)装在滑块(8)上。操作时,旋动丝杠手轮(11),使两块衍射屏上的狭缝进行组合,演示缝数变化或缝宽变化或缝距变化的动态衍射花样。本实用新型结构简单、操作方便、演示现象明显,衍射花样动态直观,可用于课堂教学和学生课下实习。

摘要： 本发明提供了一种基于夫琅禾费衍射的微距测量方法，属于利用光的衍射测量衍射宽度的技术领域。包括利用最大值查找函数find函数，获取衍射图像的光强峰值处颜色信息、光强值众数、峰值点所在位置及对应的行列向量；根据所述光强峰值处颜色信息、所述峰值点行列向量以及衍射等效焦距，生成理论衍射曲线进行试探；采用伪二分算法不断试探发生夫琅禾费衍射的衍射物的衍射宽度，最终确定最优理论衍射曲线，最优理论衍射曲线对应的衍射宽度即为实际的衍射宽度。本发明能够根据夫琅禾费衍射图像获取衍射发生的衍射宽度值，且计算效率高。

摘要： 本发明公开了一种基于夫琅禾费衍射的巴比涅原理验证装置及方法，包括激光光源、衍射装置和接收光屏，衍射装置设置于所述激光光源与接收光屏之间，且激光光源发射的激光经过衍射装置后形成的衍射图像落在接收光屏上；衍射装置包括狭缝板和细丝，细丝可拆卸设置于狭缝板的狭缝中央，当不设置所述细丝时，激光光源发生光线照射于狭缝为第一衍射状态；当设置所述细丝时，激光光源发生光线照射于细丝为第二衍射状态。本发明，通过本装置能够完成单缝衍射和单丝衍射，且所得的图像更清晰明显，能够有效的进行单缝衍射和单丝衍射实验数据的对比，从而有效地对巴比涅原理进行验证，进而便于学生对巴比涅原理的探究与理解。

摘要： 本发明公开了基于米氏散射理论和夫琅禾费衍射理论二维喷雾场测量方法，包括步骤1，喷雾场划分：将喷雾场沿径向划分为j个等距的圆环，相邻两个圆环之间的距离为D。步骤2，喷雾场粒径分布假设；步骤3，二维喷雾场粒径分布检测装置安装；步骤4，支撑架每次设定转动角度计算；步骤5，第1个圆环内粒径分布测量；步骤6，第2个圆环内粒径分布测量；步骤7，第i个圆环内粒径分布测量；步骤8，重复步骤7，直至完成第j个圆环内粒径分布测量；步骤9，测得不同设定角度下的喷雾场内粒径分布情况；步骤10，对位于不同喷雾高程的喷雾场中的粒径分布进行测量。本发明通过转动激光粒度仪，实现对喷雾场中所有液滴的粒径分布均进行测量。

摘要： 本发明涉及声学涡旋场检测器技术领域，尤其涉及基于夫琅禾费衍射原理的声学涡旋场检测器，其技术方案如下：包括基板，声学涡旋场检测器为平面结构，所述基板上设有衍射孔，通过对所述衍射孔的大小和位置与入射学声涡旋场的拓扑荷进行控制，基于夫琅禾费衍射原理，携带不同拓扑荷的声涡旋波透过所述衍射孔，在远场观察屏上得到唯一确定的远场强度分布图，根据所述远场观察屏上得到的不同的光强图与所述远场强度分布图的理论计算值对比，检测得到入射学声涡旋场的拓扑荷。本发明设计合理，该检测器测量声学涡旋场拓扑荷的方法比较简单，比较容易实施，在实际应用中，可以与现有的声学涡旋场发射器结合，实现声涡旋波通信。

摘要： 本发明提供了一种基于夫琅禾费衍射的微距测量方法，属于利用光的衍射测量衍射宽度的技术领域。包括利用最大值查找函数find函数，获取衍射图像的光强峰值处颜色信息、光强值众数、峰值点所在位置及对应的行列向量；根据所述光强峰值处颜色信息、所述峰值点行列向量以及衍射等效焦距，生成理论衍射曲线进行试探；采用伪二分算法不断试探发生夫琅禾费衍射的衍射物的衍射宽度，最终确定最优理论衍射曲线，最优理论衍射曲线对应的衍射宽度即为实际的衍射宽度。本发明能够根据夫琅禾费衍射图像获取衍射发生的衍射宽度值，且计算效率高。

摘要： 本实用新型公开了一种夫琅禾费衍射图像采集装置，涉及衍射图像采集装置技术领域，包括依次设置在光具座上的激光器、偏振片、扩束器、第一凸透镜、夹持器、第二凸透镜及感光元件；激光器通过光纤连接激光光源，所述感光元件连接有计算机终端。本实用新型结构简单，操作方便，能够稳定可靠的采集由小孔、缝隙或丝状物形成的夫琅禾费衍射图像，并能够储存采集到的图像，对图像进一步研究提供图像数据。

摘要： 本实用新型公开了一种夫琅禾费衍射演示仪，它包括单片机、步进电机驱动器、步进电机、狭缝盘、红外光电探测器、大功率半导体激光器。步进电机的信号输入输出端经由步进电机驱动器与单片机的I/O端口相连，步进电机输出轴上装有狭缝盘，狭缝盘圆心与步进电机输出轴轴心重合，狭缝盘上的狭缝位于与狭缝盘圆心同心的一圆周上，与狭缝盘圆心同心的另一圆周上贴有红色反光条；红外光电探测器的信号输入输出端与单片机上的I/O端口相连，其红外光发射端与红色反光条所在圆周对应放置；大功率半导体激光器的激光发射端与狭缝盘上的狭缝所在圆周对应放置。本实用新型实用轻便，不需光路调节便可投入狭缝衍射演示使用。