Matlab在光学实验仿真中的应用探索

"这篇硕士学位论文主要探讨了基于Matlab的光学实验仿真技术，作者曲伟娟，导师赵建林，专业光学，学位硕士，完成于2004年3月1日，西北工业大学。" 光学实验仿真是当前科学研究和教育领域的重要工具，尤其在光学教学和科学计算中起到关键作用。国外在光学实验仿真方面有着深厚的基础，例如美国的Prop92、CHAINOP、PROPSuITE等软件，以及法国的Miro和俄罗斯的Fresnel系列软件，它们在激光器设计和光传输模拟上有着广泛的应用。而国内虽然起步较晚，但通过如神光III原型装置的项目，也取得了一定的成就。 论文详细介绍了利用Matlab实现光学实验仿真的理论和方法。首先，光的干涉实验仿真部分涵盖了两列球面波干涉、多光束干涉、杨氏双缝和双孔干涉等实验，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作用。 其次，论文讨论了光的衍射实验仿真，涉及单缝、矩孔、圆孔、圆盘、三角孔、光栅等规则和不规则形状的菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射，有助于深化对衍射现象的理解。 再者，光学像差仿真部分基于相位移理论，展示了赛德尔像差和泽尼克多项式等多种像差的特征，并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。 论文还涵盖了光学V系统仿真，讨论了光学信息处理的基本原理，提出了仿真光学V系统的方法，包括网格滤波和图像运算等实验。 最后，论文解决了Matlab应用程序不能脱离其运行环境的问题，通过Matcom 4.5将Matlab的M文件转换为C++代码，并在Visual C++环境中编译为独立运行的软件。 关键词: 光学实验仿真、干涉、衍射、像差、傅里叶变换、Matlab、Matcom 4.5、Visual C++。 这篇论文不仅阐述了光学实验仿真的理论和技术，还提供了具体的实验仿真案例，对于理解和应用光学实验仿真具有很高的参考价值。