基于Matlab的光的波动特性的数值模拟+程序代码(2)
时间:2019-03-10 20:44 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
1.2 国内外研究现状 计算机仿真的主要应用体现在这两个方面：一是科学计算；二是光学教学[3]。毫无疑问，这引起了科研和教育这两大领域工作者的关注。 在科学计算方面，美国是领头羊。其中Prop92（光传输模拟计算软件）以及CHAINOP和PROPSUITE（均为大型的总体优化设计软件）最具有代表性[4]。在NOVA（大型激光器）设计中离不开上述软件的作用。近几十年，俄罗斯实验室连续推出了两款光传输软件：Fresnel2.0与其升级版Fresnel4.0，此软件具有运行可靠稳定，快速傅立叶变换效率比同类软件高，能用特殊方法处理分辨率小于计算分辨率的灰尘点的衍射过程等特点。此外法国开发的，采用C++编写的Miro光传输软件具有运行多个平台的特点[5]。而我国在科学计算方面也不逊色，已完成了能稳定运行的，线性及非线性传输可靠合理的SG99光传输模拟计算软件的开发工作。 另外在光学教学这方面，国外已经开发出了介绍物理光学和几何光学以及图像处理技术和光学成像技术的，专门给研究生使用的，配有光盘演示光学实验的教材。此外还开发了理工科本科生使用的网络版的光学仿真实验室教材。我国虽然在光学计算机仿真教材这领域相对比较落后，还没开发出与光学实验对应的仿真模拟教材，但是已经在光学实验仿真方面进行了大量的实验和研究[6]。 1.3 Matlab仿真的特点： Matlab语言主要有以下几个特点[7]： 1. 语法规则简单。尤其是编程的默认规则相对于C、Fortran等其他的编程语言来讲更接近于常规数学表示。其中数组变量的使用不需要声明类型和申请内存。 2. 编程效率高。Matlab的语言环境给用户提供了大量的计算函数。例如，用Matlab来实现的对指定数据的快速傅里叶变换，也就是fft函数，如果换成C语言来完成，那么需要用上百条语句才得以实现。 3. Matlab是一种脚本式（script）的解释型语言，无论是命令、函数或变量，只要在命令窗口的提示符下键入，并“回车（Enter）”，Matlab都予以解释执行。 4. 平台无关性（可移植性）。无论在win7，win8，NT以及XP等这一系列系统平台上都可以运行Matlab软件。在以上任何一个能够运行Matlab的平台上编写的程序，无论在其中哪一个平台都能够运行。平台无关性对于Matlab数据文件和绘图功能也是同样成立的。这大量的减少了用户的工作量，给用户带来了方便。 综上所述，Matlab不仅具备功能上强大的特点，而且它的简单易用给用户提供了很大 的方便。 1.4 本课题的研究内容 1.对双光束干涉(包括分波面类型和分振幅类型)、牛顿环干涉、单狭缝的夫琅禾费衍射、圆孔的夫琅禾费衍射、多缝干涉、平面光栅的衍射等体系建立完善的数学模型。 2.撰写图形用户界面的仿真软件，开发出丰富的Matlab光学工具箱，实现波动光学典型 实验的Matlab仿真。 3.最后用图形用户界面，改变实验参数，根据仿真结果分析参数的改变对实验结果的影响，提出个人看法。 (责任编辑：qin) |