模拟菲涅尔衍射显现象

资 源 简 介

模拟菲涅尔衍射显现象

详 情 说 明

菲涅尔衍射是光学中常见的一种衍射现象，发生在光源和观察屏距离有限的情况下，与夫琅禾费衍射（远场衍射）不同。通过MATLAB可以很好地模拟这一现象，帮助理解光波传播的复杂行为。

### 实现思路 波前定义：首先定义入射光的波前，可以是平面波或球面波。在模拟中通常使用复数表示光波的振幅和相位。 衍射孔径建模：设定衍射屏的形状（如圆孔、矩形孔或自定义形状），并计算光波通过孔径后的初始波前分布。

菲涅尔近似：利用菲涅尔衍射积分公式，通过快速傅里叶变换（FFT）或卷积方法计算波前传播到观察屏的过程。MATLAB的FFT函数能高效完成这一计算。

光强分布可视化：最终计算观察屏上的光强分布（振幅的平方），并通过图像或3D绘图展示衍射图样。

### 扩展思考 参数影响：调整光源波长、孔径大小及传播距离，观察衍射图样的变化。 相位调制：在衍射屏上引入相位物体（如透镜效应），可以模拟更复杂的光学系统。 动态模拟：通过循环改变传播距离，生成衍射过程动画，直观展示菲涅尔区的过渡特性。

该模拟不仅适用于教学演示，还可用于光学系统设计的前期验证。