光栅MATLAB仿真

光栅MATLAB仿真第23卷第3期 2008年6月柳州师专学报 J《xcnalofLiuzt的uTeachersCollege Vd．23No．3 Jun．2008 光栅衍射及其特例的MATLAB仿真蓝海江 (柳州师范高等专科学校物理与信息科学系，广西柳州545004) 摘要：光栅衍射同时存在着干涉和衍射因子，干涉和衍射是其中的特例。以夫琅和费光栅衍射为例，探讨光栅衍射其及特例的光强分布，基于MATLAB编写光栅衍射仿真程序，通过改变输入参数实现利用一个程序同时仿真干涉和衍射实验的甘的。关键词：光栅；干...

第23卷第3期 2008年6月柳州师专学报 J《xcnalofLiuzt的uTeachersCollege Vd．23No．3 Jun．2008 光栅衍射及其特例的MATLAB仿真蓝海江 (柳州师范高等专科学校物理与信息科学系，广西柳州545004) 摘要：光栅衍射同时存在着干涉和衍射因子，干涉和衍射是其中的特例。以夫琅和费光栅衍射为例，探讨光栅衍射其及特例的光强分布，基于MATLAB编写光栅衍射仿真程序，通过改变输入参数实现利用一个程序同时仿真干涉和衍射实验的甘的。关键词：光栅；干涉；衍射；MATLAB；仿真中图分类号：0436．1文献标识码：A 文章编号：1003—7020(2008)03—0121一04 双光束干涉、多光束干涉、夫琅禾费单缝及多缝衍射是波动光学的主要内容。因此，这些内容是计算机仿真的热点，然而，在许多的仿真实验中[1一引，作者截然地把这些内容分开，每个实验编写一个程序，使仿真程序显得复杂而累赘。其实，这些内容都是光栅衍射的特例。本文利用MATLAB编写光栅衍射实验仿真程序，通过改变输入参数，实现光栅衍射及其各种特例的实验仿真，从而达到利用一个程序仿真多个实验的目的。光栅衍射的光强分布通常把衍射分为两类：菲涅耳衍射(近场衍射)和夫琅禾费衍射(远场衍射)。对于实际的衍射问题，菲涅耳衍射的计算是十分困难的，而夫琅和费衍射的计算则比较方便[41。因此，一般的光学教材都只讨论夫琅和费光栅衍射的光强分布。本文以透射光栅为例。设透射光栅有N个单元，若每个单元的透光缝宽为b，挡光部分宽度为口，则光栅常数为d=a+b。夫琅和费光栅衍射实验原理如图1所示。图1夫琅和费光栅衍射实验如图1，夫琅和费光栅衍射场中P点的光强为【5]12816] J=如(訾)2．(嚣)2 ㈤式中，如是单缝衍射零级处的衍射光强，口=生产，卢=型譬塑，A为光波的波长，口为衍射角(sin口≈声，厂为透镜的像方焦距)。【收稿日期]2008—01-07 【作者简介】蓝海江(1963一)，男(壮族)，广西柳城人，副教授。研究方向：光学、计算机应用。 121 万方数据 2光栅衍射的特例 2．1夫琅禾费多缝衍射显然。光栅衍射也有两类：菲涅耳光栅衍射和夫琅禾费光栅衍射。其实，夫琅禾费多缝衍射就是夫琅和费透射光栅衍射，因此，夫琅禾费多缝衍射是光栅衍射的特例。(1)式为夫琅禾费多缝衍射的光强分布式[7|。 2．2夫琅禾费双缝衍射当N=2时，光栅只有两个透光单元，此时，(1)式变为 f=41。(警)‘甜J9 (2) (2)式为夫琅禾费双缝衍射的光强分布式。 2．3夫琅禾费单缝衍射当N=1时，光栅变为单缝衍射屏，此时，(1)式变为 J=Iof警】‘ (3) (3)式为夫琅禾费单缝衍射的光强分布式。由此说明，光栅衍射中包含着单缝衍射因子。 2．4多光束干涉当透光缝宽为无限窄，即当b<

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