目录

摘要I

AbstractII

目录III

图清单.IV

1绪论.1

1.1光学仿真的研究意义1

1.2国内外研究现状1

1.3MATLAB仿真的主要特点.2

1.4本文仿真的主要内容2

2光的衍射.4

2.1衍射现象.4

2.2惠更斯-菲涅尔原理.5

3夫琅禾费衍射及其MATLAB仿真实现7

3．1夫琅禾费单缝衍射.7

3.2夫琅禾费圆孔衍射11

3.3夫琅禾费矩孔衍射15

3.4光栅衍射18

4总结25

参考文献.26

致谢.27
1 绪论  1.1光学仿真的研究意义 计算机的应用越来越普遍的今天，计算机仿真技术即利用计算机做虚拟实验的手段已成为了计算机非常重要的应用之一。可以说计算机仿真技术是理论分析及物理实验之后出现的研究客观世界规律的一种新型手段[1]。在现实工程领域中，人们通过建立对象的模型，利用计算机程序运行而得到其运算结果，找出最好最合理的方案做实际物理实验实现研究目标，即为计算机仿真技术[2]。 计算机的仿真过程是通过运行仿真程序来实现。仿真程序首先要对系统的模型设置变量和参数值并让有些变量在指定的范围内变化，再通过计算得到这种变量在不断变化的过程中，系统具体的运动的情况和结果。仿真程序的运行具有以下多种优点[1]：
  1. 系统运行时的整个过程具有良好的可控性； 2. 实验结果观测方便； 3. 不受外界环境条件对实验的干扰； 4. 实验条件、系统参数可以反复容易改变； 因此，计算机仿真技术因其良好的开放性、可控性、可靠性、易观察性以及经济性等特点在光学实验仪器的设计和优化过程中具有不可缺少的重要作用[3]。 计算机光学实验仿真顺利解决了光学实验对环境稳定性的要求高，对实验仪器精密度的要求高，在教室做实验不方便而且受时间的限制等一系列困难。因此，通过计算机做光学虚拟实验，使学生更好的理解物理现象及其变化规律，便于提高学生的自学和创新能力[4]。 1.2国内外研究现状 当今时代,由于计算机仿真技术的的迅速发展越来越受到科学工作人员在科学计算与教育工作人员在光学教学方面的广泛关注[5]。 在科学计算方面来说,外国的关于光学的仿真实验是在随着光学系统的模拟设计及优化发展起来的,美国劳伦斯利伏摩尔实验室是最具有代表性的,其光传输模拟计算软件和大型总体优化设计软件有独特之处[1]。主要原因是它计算傅里叶变换的效率非常高。我国开始开发计算机数值仿真软件时间是相对外国比较晚,但还是在光学实验仿真的科学研究方面取得了明显成绩。目前推出的 SG99光传输计算机仿真软件的标准版本基本上可以稳定运行[1]。 在光学教学方面，我国至今还没有光学实验的演示相关的系统教材，而国外在采用计算机仿真技术用于光学教材方面相对我国而言先进得多。外国相关教材中除了纤细介绍外还利用 matlab 对物理光学，几何光学，光学成像技术和图像处理技术等进行了系统的仿真[1]。我国在这方面相对落后，但随着国家对教材研究和教材建设计划的越来越重视，我国大量的教育研究者计算机仿真在光学实验方面非常重并视进行研究。