基于Matlab的光学实验仿真：干涉、衍射与像差分析

"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。以下是论文的主要内容： 1. 光的干涉实验仿真： 论文详细介绍了如何利用光波波前叠加的方法模拟两列球面波的干涉，包括有限间距的点源干涉。点源间的间距决定了干涉图样的形态，如发散球面波和会聚球面波的干涉会产生旋转双曲面的强度分布。此外，还分析了多光束干涉和光场时间相干性对干涉条纹反衬度的影响。 2. 光的衍射实验仿真： 这一部分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。通过仿真，展示了单缝、矩孔、圆孔、圆盘、三角孔、光栅等结构的衍射图样，帮助理解衍射现象的特性和规律。 3. 光学像差仿真： 基于相位转换理论，论文仿真了光学波的像差，包括赛德尔像差和泽尼克多项式等，通过三维形状图揭示了像差对光学成像质量的影响。并采用金斯莱克方法分析了包含像差的双光束干涉图样。 4. 光学V系统仿真： 讨论了光学V系统在信息处理中的应用，提出了一种仿真算法，实现了网格滤波和图像的加减操作，展示了光学信息处理的基本原理。 5. 软件界面设计： 针对Matlab程序需在其环境中运行的问题，论文将Matlab的M文件转换为C++代码，并在Visual C++环境下编译成独立的可执行文件，使得光学实验仿真软件能够在不依赖Matlab的情况下运行。 这篇论文为光学教学和研究提供了一套全面的、基于Matlab的光学实验仿真框架，有助于提升光学实验的理解和实践能力。