MATLAB实现的2D FFT与FDTD光衍射模拟分析系统

资 源 简 介

本项目采用MATLAB开发，集成了2D FFT和FDTD两种方法，用于高效模拟和分析光衍射现象。通过2D FFT快速计算远场衍射图，同时利用FDTD程序对光传播进行详细时域仿真。适用于光学研究和教学。

详 情 说 明

基于2D FFT与FDTD的光衍射模拟与分析系统

项目介绍

本项目实现了一个集成了二维快速傅里叶变换和时域有限差分两种方法的光衍射模拟系统。系统能够通过2D FFT对孔函数进行快速计算，得到相应的远场衍射图案；同时包含FDTD模拟程序，用于研究光波在特定结构中的传播特性。项目旨在为光学衍射现象提供快速模拟和对比分析工具，适用于光学教学和科研领域。

功能特性

• 2D FFT衍射模拟：基于傅里叶光学原理，实现孔函数的快速傅里叶变换计算
• FDTD传播模拟：采用时域有限差分法模拟光波在介质中的传播过程
• 多孔型支持：支持方孔、圆孔、多缝等多种孔径形状
• 参数化配置：可调节波长、振幅、介质折射率等物理参数
• 可视化展示：实时显示衍射图样和场分布动态演化
• 量化分析：提供衍射效率、场强分布等量化分析数据
• 对比分析：支持FFT与FDTD两种方法的计算结果对比

使用方法

1. 参数设置：在配置文件中设置光源参数、结构参数和仿真参数
2. 运行模拟：执行主程序开始衍射模拟计算
3. 结果查看：查看生成的衍射图样和场分布动态图
4. 数据分析：分析输出的量化结果和对比报告

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• Matlab版本：R2018b或更高版本
• 内存：至少4GB RAM（建议8GB以上）
• 磁盘空间：至少1GB可用空间

文件说明

主程序文件整合了系统的核心功能模块，包括衍射孔径的建模与初始化、2D FFT算法的实现、FDTD时域迭代计算、边界条件处理、数据后处理与可视化等主要功能。通过参数化配置接口，用户可灵活定义仿真场景并获取相应的衍射图样和场分布结果，同时系统会自动生成对比分析报告。