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菲涅耳衍射描述了光波在近场区域的传播行为,是波动光学中的重要现象。其核心思想是通过计算每个次级波源对观察面的贡献,最终叠加形成衍射图样。
实现菲涅耳衍射计算时,通常会将输入平面(如孔径或光源)离散化为二维网格,利用快速傅里叶变换(FFT)来加速卷积运算。算法流程包括以下关键步骤:首先对初始光场进行相位调制,接着通过频域中的传递函数实现空间传播,最后通过逆变换得到衍射场分布。
该算法在光学模拟、全息成像和光束传播分析中非常实用。通过调整传播距离和采样参数,可以灵活地模拟不同条件下的衍射效应。需要注意的是,数值计算时要确保满足采样定理,避免出现混叠现象。