MATLAB夫琅禾费衍射代码

当然，下面是一个用MATLAB实现夫琅禾费衍射的代码示例：

% 定义常数
lambda = 632.8e-9; % 波长（单位：米）
a = 10e-3; % 孔径尺寸（单位：米）
z = 1; % 距离（单位：米）
k = 2*pi/lambda; % 波数

% 定义坐标系
N = 1000; % 离散点数
x = linspace(-a/2, a/2, N);
y = linspace(-a/2, a/2, N);
[X,Y] = meshgrid(x, y);

% 计算衍射场
r = sqrt(X.^2 + Y.^2 + z^2);
theta = k*r;
field = (exp(1i*theta) / (1i*lambda*z)) * (a^2/2) * (abs(besselj(1,k*a*X./r))./r).^2;

% 绘制夫琅禾费衍射图像
figure;
imagesc(x, y, abs(field).^2);
colormap('gray');
title('Fraunhofer Diffraction');
xlabel('X (m)');
ylabel('Y (m)');

这段代码会生成一个夫琅禾费衍射的图像，其中变量`lambda`表示波长，`a`表示孔径尺寸，`z`表示距离。你可以根据自己的需求修改这些参数。衍射场的计算使用了夫琅禾费衍射的公式，最后使用`imagesc`函数绘制图像。

相关问题

matlab 夫琅禾费衍射

以下是使用Matlab实现圆孔夫琅和费衍射的步骤：

1. 定义参数：定义波长、孔径半径、距离、采样点数等参数。

2. 生成网格：使用meshgrid函数生成二维网格。

3. 计算传播函数：根据距离和波长计算传播函数。

4. 计算衍射场：根据传播函数和孔径半径计算衍射场。

5. 计算强度分布：计算衍射场的强度分布。

6. 可视化显示：使用surf函数将强度分布可视化显示出来。

下面是Matlab代码示例：

% 定义参数
lambda = 632.8e-9; % 波长
r = 10e-6; % 孔径半径
z = 1; % 距离
N = 512; % 采样点数

% 生成网格
x = linspace(-r, r, N);
[X, Y] = meshgrid(x);

% 计算传播函数
k = 2 * pi / lambda;
H = exp(1i * k * z) / (1i * lambda * z) * exp(1i * k / (2 * z) * (X.^2 + Y.^2));

% 计算衍射场
U = zeros(N, N);
idx = sqrt(X.^2 + Y.^2) <= r;
U(idx) = 1;
U = U .* H;

% 计算强度分布
I = abs(U).^2;

% 可视化显示
surf(x, x, I);
xlabel('x');
ylabel('y');
zlabel('Intensity');

matlab夫琅禾费衍射3d

以下是使用MATLAB进行夫琅禾费衍射的3D代码示例：

% 定义夫琅禾费衍射函数
function [E_out, x_out, y_out] = fraunhofer_diffraction(E_in, lambda, L, dx)

[M, N] = size(E_in);
x = (-N/2 : N/2-1) * dx;
y = (-M/2 : M/2-1) * dx;
[X, Y] = meshgrid(x, y);

k = 2*pi / lambda;
E_out = zeros(M, N);

for i = 1:M
    for j = 1:N
        r = sqrt((X(i,j)^2) + (Y(i,j)^2) + (L^2));
        E_out(i,j) = (exp(1i*k*r) / r^2) * E_in(i,j);
    end
end

x_out = x;
y_out = y;

接下来，我们将使用此函数来计算夫琅禾费衍射的3D图形。首先，我们将创建一个输入光场（即在物体平面上的光场）：

% 创建物体平面上的光场
N = 100;
M = 100;
dx = 10e-6;
lambda = 632.8e-9;

x = (-N/2 : N/2-1) * dx;
y = (-M/2 : M/2-1) * dx;
[X, Y] = meshgrid(x, y);

E_in = zeros(M, N);
E_in(30:70, 30:70) = 1;  % 创建一个正方形孔

% 显示物体平面上的光场
figure;
imagesc(x*1e6, y*1e6, abs(E_in));
axis image;
colormap gray;
xlabel('x (\mum)');
ylabel('y (\mum)');
title('Input field');

现在，我们将使用上面的函数来计算夫琅禾费衍射：

% 计算夫琅禾费衍射
L = 1;
[E_out, x_out, y_out] = fraunhofer_diffraction(E_in, lambda, L, dx);

% 显示夫琅禾费衍射结果
figure;
surf(x_out*1e6, y_out*1e6, abs(E_out));
shading interp;
colormap jet;
xlabel('x (\mum)');
ylabel('y (\mum)');
zlabel('Intensity');
title('Fraunhofer diffraction');

这将产生以下3D图形：


在这个例子中，我们创建了一个正方形孔，并计算了它的夫琅禾费衍射。结果是一个圆形的衍射斑图，由于我们只考虑了一个平面波，因此没有出现任何衍射图案。