菲尼尔衍射matlab模拟

菲尼尔衍射是一种光学现象，描述了当平面波通过一个孔径边缘发生衍射时的衍射图样。在Matlab中，我们可以使用衍射积分的方法来模拟菲尼尔衍射。

首先，我们需要定义一个矩形孔径的函数，该函数将返回一个矩形内的光场分布。假设我们的孔径尺寸为D，通过以下代码可以生成相应的孔径矩阵：

function aperture = rectangularAperture(D, Nx, Ny)
    aperture = zeros(Nx, Ny);
    aperture((floor(Nx/2)-D/2):(floor(Nx/2)+D/2), (floor(Ny/2)-D/2):(floor(Ny/2)+D/2)) = 1;
end

接下来，我们需要对光波进行衍射计算。使用菲尼尔衍射的公式，可以使用以下代码计算衍射图样：

function diffractionPattern = fresnelDiffraction(aperture, waveLength, distance, sampling)

[Nx, Ny] = size(aperture);
k = 2*pi/waveLength;

x = (-Nx/2:Nx/2-1) * sampling;
y = (-Ny/2:Ny/2-1) * sampling;

[X, Y] = meshgrid(x, y);
r = sqrt(X.^2 + Y.^2);

alpha = k * r^2 / (2*distance);

diffractionPattern = fftshift(fft2(fftshift(aperture))) .* exp(1i * alpha) / (1i * waveLength * distance) * sampling^2;
end

在主程序中，我们可以通过调用上述函数实现对菲尼尔衍射的模拟。可以通过设置孔径宽度、波长、距离和采样率的不同值来得到不同的衍射图样。

希望以上的解答能够给您提供帮助，谢谢！