矩孔菲涅耳衍射：单色点源计算与Matlab模拟验证

本文主要探讨了单色点源照射矩孔时的菲涅耳衍射光场的计算与模拟方法。作者常山、胡勇、朱品珍和浦振楠针对这一课题进行了深入研究。他们首先利用菲涅耳-基尔霍夫衍射公式，这是一种基于麦克斯韦电磁场理论的衍射公式，它为解决单色点源照射矩孔产生的光场问题提供了数学基础。该公式考虑了衍射孔的尺寸、点光源的位置以及观察点与孔之间的距离与波长的关系。 在论文中，作者详细推导了单色点源照射矩孔产生的菲涅耳衍射光场的积分表达式，以及在特殊情况下，即夫琅禾费衍射光场的计算公式。这个表达式包含了波面元的贡献，通过矢量r和s与波面∑上Q点处法线n的角度关系来描述光场分布。他们利用Matlab软件对这些表达式进行了数值模拟，特别是在傍轴区，得到了清晰的衍射图样，这验证了所推导公式的有效性和可靠性。 这种研究对于理解光束传输与变换、光学系统衍射成像以及光信息处理等领域具有重要意义，因为它展示了单色点源照射矩孔衍射的复杂性以及其在实际应用中的理论基础。此外，由于单色点源照射矩孔衍射的相关计算在文献中较少见，本文的贡献填补了这一空白，为后续相关衍射理论和技术的研究提供了新的计算手段。 关键词包括：单色点源、矩孔衍射、基尔霍夫衍射公式、菲涅耳衍射、菲涅耳积分以及夫琅禾费衍射，这些都围绕文章的核心内容展开，共同构成了本文的核心研究内容和讨论焦点。通过这篇首发论文，作者们不仅深化了我们对光的衍射现象的理解，也为未来的实验设计和理论研究奠定了坚实的基础。