基于Matlab的光学实验仿真：从干涉到像差

"基于Matlab的光学实验仿真" 这篇硕士学位论文主要探讨了如何使用Matlab进行光学实验的仿真，包括光的干涉、衍射、像差和光学信息处理等多个方面，旨在提供一种有效的教学和研究工具。作者曲伟娟在导师赵建林的指导下，详细阐述了利用Matlab实现光学实验仿真的理论和方法。 1. 光的干涉实验仿真：论文通过光波波前叠加的方式模拟了两列球面波干涉和多光束干涉现象，同时也对杨氏双缝和双孔干涉进行了仿真，特别关注了单缝衍射对双缝干涉的影响。此外，论文还探讨了光场的时间相干性对干涉条纹反衬度的效应，这在理解和分析干涉实验中至关重要。 2. 光的衍射实验仿真：这部分内容涵盖了各种规则和不规则形状孔径的菲涅耳和夫琅禾费衍射，如单缝、矩孔、圆孔、圆盘、三角孔、光栅等。通过仿真，深入解析了衍射图样的强度分布，有助于理解衍射的基本规律和特征。 3. 光学像差仿真：论文以相位转换理论为根基，仿真了赛德尔像差和泽尼克多项式等多种像差，生成了对应的轮廓图和三维形状图。通过金斯莱克方法分析了包含像差的双光束干涉图样，揭示了像差对干涉条纹的影响，这对于光学系统的优化设计具有实际意义。 4. 光学V系统仿真：论文讨论了光学V系统在光学信息处理中的应用基础，提出了一种仿真算法，并成功实现了网格滤波、图像相加和相减等光学信息处理实验。这展示了Matlab在光学信息处理领域的潜力。 5. 软件界面设计：鉴于Matlab应用程序运行环境的限制，论文中提到将Matlab的M文件转化为C++代码，并在Visual C++环境下编译成独立的可执行文件，使得软件能够在无Matlab环境的情况下运行，提升了软件的实用性。 关键词涉及光学实验仿真、干涉、衍射、像差、傅里叶变换、Matlab、Matcom 4.5、Visual C++，表明论文覆盖了光学实验仿真领域的多个关键技术和概念。 这篇论文不仅对光学领域的教学和研究提供了有价值的工具，也为未来在光学仿真领域的进一步研究奠定了坚实的基础。