光学实验仿真国内外研究现状
时间:2017-04-08 17:45 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 在科学计算方面，国外的光学实验仿真是在模拟设计和优化光学系统的过程中发展起来的[1]。在这方面，美国走在最前面，其中最具代表性的是劳伦斯利弗莫尔实验室光传输模拟计算软件Prop92及大型总体优化设计软件CHAINOP和PROPSUITE。其中软件Prop92是采用Fortran语言编写，最大采样点数为512*512。软件Fresnel2.0，经过几年的发展，目前已经推出Fresnel4.O版本。该软件是一套成熟的商业化光传输软件，在处理光传输的数值模拟算法上有独到之处，主要体现在其快速傅里叶变换的计算效率很高:软件采用特殊方法能够处理小于计算分辨率的灰尘点的衍射过程以及截止频率小于计算网格分辨最小频率的滤波过程等。另外，该软件图形显示界面友好，运行稳定。6963 我国用于科学研究的光学实验计算机数值仿真软件虽开发较晚[3]，但也己经取得了显著成绩。特别是1999年，神光一川原型装置TIL分系统集成实验的启动为高功率固体激光驱动器的计算机数值模拟的研究创造了条件。目前己基本完成的SG99[4]光传输可靠，模拟计算软件的开发，推出的标准版本基本能稳定运行，对SG99主要计算模块的验证结果表明SG99对能流放大、线性传输、非线性传输的计算是合理可靠的，其中线性传输的计算模块的计算精度与国外同类软件Fresnel相当;目前该软件已经应用于神光一Ⅲ[5]主机可行性论证的工作中。 在光学教学方面，国外己有相关的配有光盘演示光学实验的教材[6]，该教材主要针对高年级学生和研究生使用。其中不仅详尽的介绍了几何光学、物理光学、光学成像技术及图像处理技术，而且利用现在普遍使用的软件工具Matlab对它们进行了系统的仿真。也有针对理科和工科低年级学生使用的光学教材，该教材使用Matchcad绘制各种逼真的光学仪器，创造出仿真的光学实验室，学生可利用其进行探索和发现性学习，充分调动学生的积极性。还有网络版光学教材，该教材采用Mathematica进行光学仿真计算，结合LiveGraPhic3DJaval.1的动画制 作功能在网络上实时演示各种光学实验的结果图。我国光学教材在利用计算机仿真方面相对落后，至今没有同类教材出现。在2003年北京举行的网络教育软件展上，有关光学实验的网络教学软件都偏重于理论分析方面，对计算机应用于光学实验的仿真方面未给与充分重视。结合国家十五教材建设计划，在光学实验仿真方面进行大量的研究，各项研究工作将在后续各章中一一介绍。 (责任编辑：qin) |