Matlab实现的光学实验仿真:干涉、衍射与像差详解
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更新于2024-08-10
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该篇硕士学位论文深入探讨了在光学实验领域中利用MATLAB进行计算机仿真的详细理论和实践方法。作者曲伟娟针对西北工业大学的研究背景,针对光学实验教学的需要,展示了MATLAB在以下几个关键方面的应用:
1. 光的干涉实验仿真:通过光波波前叠加技术,论文模拟了两列球面波的干涉以及多光束干涉现象,强调了单缝衍射对双缝干涉实验的影响,特别是时间相干性如何影响干涉条纹的对比度。
2. 光的衍射实验仿真:论文细致分析了规则和不规则形状孔径(如单缝、矩孔、圆孔、圆盘、三角孔、光栅)的菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射的强度分布,有助于理解和区分这两种衍射现象。
3. 光学像差仿真:借助相位转化理论,论文仿真了赛德尔像差和泽尼克多项式的像差轮廓图与三维形状,同时通过金斯莱克方法研究了像差对干涉图样的影响。
4. 光学系统仿真:论文讨论了光学系统在信息处理中的基本原理,并设计了一套基于MATLAB的仿真算法,实现了网格滤波、图像相加和相减等光学操作的模拟实验。
5. 软件开发与移植:论文克服MATLAB应用程序依赖环境的局限,通过MATLAB M文件转化为C++代码,并在Visual C++环境中编译为可独立运行的程序,提升了软件的通用性和便捷性。
关键词包括光学实验仿真、干涉、衍射、像差、傅里叶变换、MATLAB、MATCOM 4.5、Visual C++等,反映出该研究具有较高的实用价值和理论意义,同时也体现了国家“十五”重点教材建设项目的支持。通过这篇论文,读者可以深入了解MATLAB在光学实验模拟中的应用潜力和优势。
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