Matlab实现光学实验仿真：干涉、衍射与像差分析

"这篇硕士学位论文详细探讨了如何使用Matlab进行光学实验的计算机仿真，涵盖了光的干涉、衍射、像差、光学V系统以及实验仿真软件界面的设计制作等多个方面。" 在光学领域，Matlab是一个强大的工具，尤其适用于进行光学实验的仿真。论文作者曲伟娟通过Matlab实现了多种光学现象的模拟，包括： 1. **光的干涉实验仿真**：论文详细介绍了如何使用波前叠加的方法来模拟两列球面波的干涉和多光束干涉，以及运用传播矩阵描述衍射光波的波前传播，对杨氏双缝和双孔干涉实验进行仿真。此外，作者还分析了单缝衍射对双缝干涉的影响以及光场时间相干性对干涉条纹反衬度的效应。 2. **光的衍射实验仿真**：这部分研究了规则和不规则形状的孔径（如单缝、矩孔、圆孔、圆盘、三角孔、黑白光栅）的菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射图样的强度分布，这有助于深入理解这两种衍射现象及其差异。 3. **光学像差仿真**：基于相位幅转换理论，论文仿真了光学波像差，展示出赛德尔像差和泽尼克多项式等多种像差的轮廓图和三维形状。同时，通过Kingslak的方法分析了包含像差的双光束干涉图样，讨论了像差对干涉条纹的影响。 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基本原理，并提出了一种仿真算法，实现了网格滤波、图像相加和相减等光学信息处理实验。 5. **光学实验仿真软件界面设计**：鉴于Matlab应用程序通常需要其运行环境，论文作者利用Matcom 4.5将Matlab的M文件转化为C++代码，在Visual C++环境中编译为独立的可执行文件，使得软件可以在无Matlab环境的情况下运行。 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++。这篇论文是国家“十五”重点教材建设项目资助的一部分，旨在通过Matlab的仿真技术提高光学教学的效果和效率。