基于MATLAB的光学衍射模拟教学实验平台

资 源 简 介

该项目提供交互式光学衍射模拟教学系统，涵盖夫琅禾费衍射与菲涅尔衍射的可视化分析。支持自定义波长、狭缝尺寸等参数，实时生成衍射图样与光强分布曲线，适用于物理教学与实验演示。

详 情 说 明

光学衍射模拟教学实验平台

项目介绍

本项目基于MATLAB开发，是一个集教学演示与模拟分析于一体的光学衍射仿真系统。通过傅里叶光学计算技术和先进的数值模拟算法，系统能够精确模拟夫琅禾费衍射、菲涅尔衍射等多种衍射类型的物理现象。平台支持用户自定义各项物理参数，实时生成衍射图样和光强分布曲线，并提供交互式3D视角变换功能，使学习者能够直观观察和理解衍射光场的空间分布特性。

功能特性

• 多衍射类型支持：涵盖单缝、双缝、多缝、圆孔等多种衍射模式
• 参数可调：支持波长（400-700nm）、狭缝尺寸（微米级）、衍射屏距离（毫米-米级）等参数调节
• 高精度模拟：采样点数可调（128x128至2048x2048），保证计算精度
• 多样化输出：

- 2D衍射图样（灰度/伪彩显示） - 光强分布曲线图（横向/纵向剖面） - 3D光强分布立体图（支持旋转、缩放交互） - 关键参数数据表格（主极大位置、条纹宽度等） - 动态衍射过程演示动画

• 对比分析功能：支持多参数对比分析，便于研究不同条件下的衍射现象差异

使用方法

1. 运行主程序文件启动系统界面
2. 在参数设置区域选择实验类型并输入相应参数
3. 点击模拟按钮生成衍射图样
4. 使用视图控制功能切换2D/3D显示模式
5. 在结果分析区查看光强分布曲线和关键参数
6. 可使用保存功能导出图像和数据

系统要求

• 操作系统：Windows 10/11 或 macOS 10.14+
• 软件环境：MATLAB R2020a 或更高版本
• 内存：至少4GB RAM（建议8GB以上）
• 显示：支持OpenGL图形加速

文件说明

项目主入口文件集成了系统的核心功能，包括衍射算法实现、用户界面控制、数据可视化和交互操作处理。具体实现了参数输入处理、衍射计算引擎、多视图渲染、动画生成以及结果导出等关键模块的调度与管理。通过统一的图形界面，用户可以完成从参数设置到结果分析的全部操作流程。