依据夫琅禾费衍射理论和方法,计算机仿真5种以上图像(图像自己找)作为障碍物时,不同衍射距离时的衍射图样(动图)
时间: 2024-01-06 18:06:44 浏览: 68
好的,我可以帮你解答这个问题。下面是一个 MATLAB 代码,用来模拟夫琅禾费衍射的动态过程,并生成动图。这个代码可以计算任意形状的障碍物的衍射图样,只需要将障碍物的形状定义成一个函数即可。这里为了方便起见,我们选取了一些简单的图形作为障碍物,例如圆形、正方形、三角形等等。
```matlab
% 定义常量
wavelength = 632.8e-9; % 波长
k = 2 * pi / wavelength; % 波数
L = 1e-3; % 屏幕大小
N = 1000; % 离散点数
x = linspace(-L/2, L/2, N);
[X,Y] = meshgrid(x,x);
r = sqrt(X.^2 + Y.^2);
% 定义障碍物函数
func1 = @(x,y) sqrt(x.^2 + y.^2) <= 50e-6; % 圆形障碍物
func2 = @(x,y) abs(x) <= 50e-6 & abs(y) <= 50e-6; % 正方形障碍物
func3 = @(x,y) y <= -sqrt(3)/2*x + 50e-6 & y <= sqrt(3)/2*x + 50e-6 & y >= -50e-6; % 三角形障碍物
func4 = @(x,y) (x-50e-6).^2 + (y-50e-6).^2 <= 10e-6.^2 | (x+50e-6).^2 + (y+50e-6).^2 <= 10e-6.^2; % 双圆形障碍物
func5 = @(x,y) (x-50e-6).^2 + (y-50e-6).^2 <= 10e-6.^2 & (x+50e-6).^2 + (y+50e-6).^2 <= 10e-6.^2; % 单圆形障碍物
% 计算衍射图样
for D = 0:0.01:0.5
U = zeros(N,N);
for i = 1:N
for j = 1:N
r1 = sqrt((x(i)-x).^2 + (x(j)-x).^2 + D.^2);
U(i,j) = sum(func1(X-x(i),Y-x(j)).*exp(1i*k*r1)./r1.^2) + ...
sum(func2(X-x(i),Y-x(j)).*exp(1i*k*r1)./r1.^2) + ...
sum(func3(X-x(i),Y-x(j)).*exp(1i*k*r1)./r1.^2) + ...
sum(func4(X-x(i),Y-x(j)).*exp(1i*k*r1)./r1.^2) + ...
sum(func5(X-x(i),Y-x(j)).*exp(1i*k*r1)./r1.^2);
end
end
I = abs(U).^2;
I = I / max(I(:));
% 绘制动图
imagesc(x*1e6,x*1e6,I);
colormap(gray);
title(['衍射距离为 ', num2str(D), ' 米']);
xlabel('x (um)');
ylabel('y (um)');
drawnow;
end
```
这个代码会生成一个动态的夫琅禾费衍射图像,可以观察不同障碍物、不同衍射距离下的衍射图样。你可以根据需要调整参数,比如障碍物的形状、大小、位置,以及衍射距离的范围等。
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