几何光学时期，是光学发展史的转折点，系统的研究了光现象和光学仪器，建立了直线传播定律、反射定律、折射定律。提出了费马原理、光强、光程、颜色等概念，并观察了棱镜光谱等较复杂的光现象。建立、巩固和发展了牛顿威力学说，同时光的波动理论开始萌芽。

波动光学时期，建立了光的波动理论，解释了光的干涉、衍射和偏振现象。通过迈克尔逊干涉仪否定了“以太”的存在，提出并证实了光的本质就是电磁波。主要代表人物和成就是托马斯·杨解释了“薄膜颜色”和双缝干涉现象，惠更斯-菲涅耳原理的形成。

量子光学时期，光学的研究深入到光的发生、光和物质相互作用的相关问题当中。发现经典电磁理论在研究光与物质的相互作用时的缺点，建立了光的量子理论，由此解释了黑体辐射、光电效应和康普顿效应现象。提出了光的波粒二象性。

现代光学时期，20世纪中叶，在激光问世后。由此光学进入新的发展阶段，激光物理、激光技术、全息摄影术、光纤的应用以及非线性光学等，派生了许多崭新的分支学科。

1.2 光衍射的应用

光的衍射应用大致可以概括为以下四个方面：

1、 衍射用于光谱分析——如衍射光栅光谱仪。

2、 衍射用于结构分析。如X射线结构学，衍射的图样对精细结构进行“放大”，通过衍射花样来分析结构，这是确定晶体结构的重要方法。

3、 衍射成像。在相干光成像系统中，引进两次衍射成像概念，由此发展成为空间滤波技术和光学信息处理。光瞳衍射导出成像仪器的分辨本领。

4、 衍射再现波阵面。这是全息术原理中的重要一步。

沃森和克里克在1953年提出DNA结构模型，并于1962年获得了诺贝尔生物学奖。他们在剑桥大学进行DNA结构的形究，通过X射线衍射DNA分子获得衍射图样后，沃森看出DNA的内部是一种螺旋结构，以为基础成功的搭建了DNA模型。德国科学家劳尔根据衍射图样与障碍物的结构间一一对应的关系，利用X射线穿过晶体后发生晶格衍射时，不同的晶体产生不同的衍射图样，仔细分析得到的衍射图样，从而推理得出组成晶体的原子是如何排列的，并因此获诺贝尔奖。光的衍射原理启发了后人制作光栅，可以用光栅的光谱来分辨元素。光谱分析仪中，各种元素或化合物通过发光，辐射出待测元素特征的波长。我们借助与光栅光谱可以测定这些特征的波长和相应的波强度，由此获得各种元素或化合物的成分和含量。这项技术广泛的运用与天文、考古等行业中。而光的衍射在生活中其实也是层出不穷的。当我们凝视灯光或是在夜晚散步时仰望月亮时，都可以看到放射形的光芒，而且在我们将瞳孔眯小时，这种光线的辐射似乎会更明显。

由此我们可以看出，无论是用于光谱分析，还是用于结构分析，运用对精细结构相当敏感的“放大”作用，利用图样分析结构：如X射线结构学，亦或是衍射成像，即在相干光成像系统中引进两次衍射成像概念，由此发展成为空间滤波技术和光学信息处理。光瞳衍射导出成像仪器的分辨本领，还是全息术原理中的重要一步—波面再现，都在我们的日常生活和科学生活中有着举足轻重的地位。

1.3 Matlab绘图函数简介

Matlab是一套高性能的数值计算和可视化软件，是与Mathematica、Maple齐名的三大数学软件之一。它主要具有集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示等重要功能，它还包括了ToolBox的各类问题的求解工具，可用来求解特定学科的问题。其特点是：