菲涅尔衍射计算

资 源 简 介

菲涅尔衍射计算

详 情 说 明

菲涅尔衍射是光学中描述光波传播的重要现象，它介于近场和远场衍射之间。计算菲涅尔衍射的核心在于求解光波在传播过程中相位积累的复杂变化。

本程序采用的S-FFT（Single Fast Fourier Transform）方法是三种常见菲涅尔衍射计算方法之一，其计算流程主要分为三个关键步骤：

首先，输入图像会被转换为二维复数场分布。这一步相当于将输入图像作为衍射屏的透过率函数。接着程序对输入场进行傅里叶变换，将其转换到频域表示。这个变换过程利用了快速傅里叶变换算法的高效性。

在频域中，程序会构造一个特殊的相位调制因子，它包含了传播距离、波长等关键参数。这个相位因子的数学表达式体现了菲涅尔衍射积分的核心。将变换后的场与该相位因子相乘后，再进行逆傅里叶变换，就能得到衍射后的复振幅分布。

需要注意的是，S-FFT方法在计算时需要特别注意采样间隔和衍射距离的选择。与D-FFT（Double FFT）和T-FFT（Triple FFT）相比，S-FFT具有计算效率高的优势，但在处理大衍射距离时可能会出现精度问题。通过调整算法中的相位因子，可以灵活实现不同衍射距离的计算需求。