Matlab实现的光学实验仿真：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利用Matlab进行光学实验仿真的理论和方法，作者曲伟娟在导师赵建林的指导下，深入研究了光学领域的多个重要实验现象，包括干涉、衍射、像差以及光学信息处理，并设计制作了相应的软件界面。 在干涉实验仿真部分，论文详细介绍了两列球面光波的干涉，这是光波干涉的基础。通过光波波前叠加的方法，模拟了两列球面波、多光束干涉等实验，同时考虑了光波的相干性和非相干性。论文中提到了当两点光源与观察平面共面时，如何计算干涉条纹，特别是当光源间距和观察平面采样点数确定时，如何设定坐标原点以准确模拟光源位置。 衍射实验仿真方面，曲伟娟分析了规则和不规则形状的孔径（如单缝、矩孔、圆孔等）的菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射，强调了这些衍射现象的强度分布特性。此外，还讨论了单缝衍射对双缝干涉的影响，以及光场的时间相干性对干涉条纹对比度的改变。 光学像差仿真部分，基于相位幅转换理论，仿真了赛德尔像差和泽尼克多项式等像差类型，展示了像差的轮廓图和三维形状。通过金斯莱克方法，对包含像差的双光束干涉图样进行了分析，揭示了像差对干涉条纹的效应。 在光学V系统仿真中，论文讨论了光学信息处理的基本原理，提出了仿真光学V系统（光学傅里叶变换系统）的算法，实现了网格滤波和图像运算等功能。 最后，针对Matlab应用程序的局限性，作者将Matlab的M文件转换为C++代码，并在Visual C++环境中编译成独立运行的软件，使得光学实验仿真软件可以脱离Matlab环境独立运行。 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++。这项工作为光学教育和研究提供了强大的工具，有助于理解和模拟实际光学实验中的复杂现象。