matlab夫琅禾费衍射仿真程序

源代码： N=512;

disp('衍射孔径类型 1.圆孔 2.单缝 3.方孔')

kind=input('please input 衍射孔径类型：');% 输入衍射孔径类型 while kind~=1&kind~=2&kind~=3

disp('超出选择范围，请重新输入衍射孔径类型');

kind=input('please input 衍射孔径类型：');% 输入衍射孔径类型 end

switch(kind) case 1

r=input('please input 衍射圆孔半径(mm)：');% 输入衍射圆孔的半径 I=zeros(N,N);

[m,n]=meshgrid(linspace(-N/16,N/16-1,N)); D=(m.^2+n.^2).^(1/2); I(find(D<=r))=1;

subplot(1,2,1),imshow(I); title('生成的衍射圆孔');

case 2

a=input('please input 衍射缝宽：');% 输入衍射单缝的宽度 b=1000;% 单缝的长度 I=zeros(N,N);

[m,n]=meshgrid(

测定单缝衍射的光强分布

【教学目的】

１．观察单缝衍射现象，加深对衍射理论的理解。

２．会用光电元件测量单缝衍射的相对光强分布，掌握其分布规律。 ３．学会用衍射法测量微小量。

【教学重点】

1. 夫琅禾费衍射理论 2. 夫琅禾费单缝衍射装置

3. 用光电元件测量单缝衍射的相对光强分布，衍射法测量微小量

【教学难点】

夫琅禾费单缝衍射光路及光强分布规律

【课程讲授】

提问：1. 缝宽的变化对衍射条纹有什么影响？ 2. 夫琅和费衍射应符合什么条件？ 一、实验原理

光的衍射现象是光的波动性的重要表现。根据光源及观察衍射图象的屏幕（衍射屏）到产生衍射的障碍物的距离不同，分为菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射两种，前者是光源和衍射屏到衍射物的距离为有限远时的衍射，即所谓近场衍射；后者则为无限远时的衍射，即所谓远场衍射。要实现夫琅禾费衍射，必须保证光源至单缝的距离和单缝到衍射屏的距离均为无限远（或相当于无限远），即要求照射到单缝上的入射光、衍射光都为平行光，屏应放到相当远处，在实验中只用两个透镜即可达到此要求。实验光路如图1所示，

L1φL2xk/2 图1 夫琅禾费单缝衍射光路图

与狭缝E垂直的衍射光束会聚于屏上P0处，是中央明纹的中

测定单缝衍射的光强分布

【教学目的】

１．观察单缝衍射现象，加深对衍射理论的理解。

２．会用光电元件测量单缝衍射的相对光强分布，掌握其分布规律。 ３．学会用衍射法测量微小量。

【教学重点】

1. 夫琅禾费衍射理论 2. 夫琅禾费单缝衍射装置

3. 用光电元件测量单缝衍射的相对光强分布，衍射法测量微小量

【教学难点】

夫琅禾费单缝衍射光路及光强分布规律

【课程讲授】

提问：1. 缝宽的变化对衍射条纹有什么影响？ 2. 夫琅和费衍射应符合什么条件？ 一、实验原理

光的衍射现象是光的波动性的重要表现。根据光源及观察衍射图象的屏幕（衍射屏）到产生衍射的障碍物的距离不同，分为菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射两种，前者是光源和衍射屏到衍射物的距离为有限远时的衍射，即所谓近场衍射；后者则为无限远时的衍射，即所谓远场衍射。要实现夫琅禾费衍射，必须保证光源至单缝的距离和单缝到衍射屏的距离均为无限远（或相当于无限远），即要求照射到单缝上的入射光、衍射光都为平行光，屏应放到相当远处，在实验中只用两个透镜即可达到此要求。实验光路如图1所示，

L1φL2xk/2 图1 夫琅禾费单缝衍射光路图

与狭缝E垂直的衍射光束会聚于屏上P0处，是中央明纹的中

南京航空航天大学

题目： 高等光学期末报告

基于Matlab的单缝菲涅尔衍射实验仿真

学 院 专 业 姓 名 学 号

2014 年 12 月 30 日- 1 -

基于Matlab的菲涅尔衍射仿真

摘 要

光学试验中衍射实验是非常重要的实验. 光的衍射是指光在传播过程中遇

到障碍物时能够绕过障碍物的边缘前进的现象, 光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据. 衍射系统一般有光源、衍射屏和接受屏组成, 按照它们相互距离的大小可将衍射分为两大类, 一类是衍射屏与光源和接受屏的距离都是无穷远时的衍射, 称为夫琅禾费衍射, 一类是衍射屏与光源或接受屏的距离为有限远时的衍射称为菲涅尔衍射。

本文用Matlab软件主要针对单缝菲涅尔衍射现象建立了数学模型，对衍射光强分布进行了编程运算，对衍射实验进行了仿真。

关键字：Matlab；单缝菲涅尔衍射；仿真;光学实验

Abstract

Optical diffraction experiment is a very important exp

%*************************************************************************************

% This function pertains to the addition of AWGN with mean zero and % parameter 'variance' to an input signal. %

% AUTHOR: Wenbin Luo % DATE : 04/12/01 % % SYNOPSIS: y = awgn(x,var) % x ---> input signal % var ---> variance

% y ---> y = x + AWGN

%***********************************************************************************

function y = awgn(x,var) w = randn(1,lengt

%*************************************************************************************

% This function pertains to the addition of AWGN with mean zero and % parameter 'variance' to an input signal. %

% AUTHOR: Wenbin Luo % DATE : 04/12/01 % % SYNOPSIS: y = awgn(x,var) % x ---> input signal % var ---> variance

% y ---> y = x + AWGN

%***********************************************************************************

function y = awgn(x,var) w = randn(1,lengt

大学物理 光学

14§14-7 单缝和圆孔的夫琅禾费衍射 单缝夫琅禾费 夫琅禾费衍射 一、单缝夫琅禾费衍射 1.衍射装置及花样 1.衍射装置及花样 单缝 衍射角 透镜 衍射屏

f

I

太原理工大学物理系

大学物理 光学

衍射图样衍射条纹与狭缝平行。 (1) 衍射条纹与狭缝平行。 (2)中心条纹很亮，两侧明条纹对称分布，亮 (2)中心条纹很亮，两侧明条纹对称分布， 度减弱。 度减弱。 中央亮斑的宽度为其他亮斑的两倍。 (3)中央亮斑的宽度为其他亮斑的两倍。

太原理工大学物理系

大学物理 光学

2.菲涅耳半波带法 菲涅耳半波带法 衍射角 A

fp o

B 缝宽AB = a 缝宽

δ 称为衍射角 称为衍射角

A→P 和 B→P的光程差 的光程差

= 0,δ = 0 ——

δ = a sin 中央明纹(中心) 中央明纹(中心)

太原理工大学物理系

大学物理 光学

当asin =λ时，可将缝分为两个半波带 半波带 半波带

AA 1

p

o相邻半波带的相对应光 线的光程差均是λ/2

B

λ/ 2

相邻半波带的相对应点光线的光程差均是λ/2, , 两个“半波带” 处干涉相消形成暗纹。 两个“半波带”发的光在 P处干涉相消形成暗纹。 处干涉相消形成暗纹 太原理工大学物理系

大学物理 光学

光纤内脉冲信号传输仿真

一、仿真内容

1、 选择一种脉冲波形（高斯脉冲，啁啾高斯脉冲，双曲正割脉冲，超高斯脉冲等），

讨论光脉冲在光纤内传输时，GVD和SPM效应是如何结合的，并使用MATLAB仿真脉冲波形随传播距离的变化。

2、 选择一种调制方式（ASK，PSK，QPSK，QAM等），对脉冲进行调制，分析接收端的误码率。 二、原理分析

1、 GVD

光脉冲在单模光纤内传输的NLS方程，对脉冲大于5ps的脉冲有

?2?2A?A?i??iA???|A|2A（1式） 2?z22?TU（z,T）满足线性偏微分方程

~?U?2?2U（2式） i?2?z2?T若U(z,w)是U(z,T)的傅里叶变换，即

1?~?i?TU(z,T)?U(z,?)ed?（3式） ???2?满足常微分方程

?22~?Ui???U（4式） ?z2其解为

~iU(z,?)?U(0,?)exp(?2?2z)（5式）

2~~由第5式可得，GVD改变了脉冲的每个频谱分量的相位，且其改变量依赖于频率及传输距离。GVD不会影响脉冲的频谱，但是能改变脉冲的形状。把5式代入3式可得方程2的通解

1?~i22U(z,T)?U(0,?)exp(??z?i?T)d?（6式） ???2?2其中，U(

附录

MATLAB

机器人工具箱仿真程序：

1）运动学仿真模型程序（Rob1.m）

L1=link([pi/2 150 0 0]) L2=link([0 570 0 0]) L3=link([pi/2 130 0 0]) L4=link([-pi/2 0 0 640]) L5=link([pi/2 0 0 0]) L6=link([0 0 0 95])

r=robot({L1 L2 L3 L4 L5 L6})

r.name=’MOTOMAN-UP6’ % 模型的名称 >>drivebot(r)

2）正运动学仿真程序（Rob2.m）

L1=link([pi/2 150 0 0]) L2=link([0 570 0 0]) L3=link([pi/2 130 0 0]) L4=link([-pi/2 0 0 640]) L5=link([pi/2 0 0 0]) L6=link([0 0 0 95])

r=robot({L1 L2 L3 L4 L5 L6}) r.name=

’MOTOMAN-UP6’

t=[0:0.01:10];%产生时间向量

qA=[0 0 0 0 0 0 ];

《Matlab与通信仿真》实验指导书(下)

上课时间：系 部：班 级：姓 名：班内序号：指导教师：

通信基础教研室

学年第 学期 实验课程成绩：

目 录

实验一 MATLAB基础实验.......................................................... 1

实验二 实验三 实验四 实验五 实验六 实验七 实验八

实验一成绩

绘图和确知信号分析实验 ................................................ 8

实验二成绩

随机信号与数字基带实验 .............................................. 15

实验三成绩

模拟调