模拟圆孔衍射图像

资 源 简 介

模拟圆孔衍射图像

详 情 说 明

用MATLAB模拟圆孔衍射图像是一个经典的物理光学仿真问题，可以帮助理解光的波动性和衍射现象。以下是实现的核心思路：

### 基本原理 当平面波通过圆孔时，由于光的衍射特性，会在观察屏上形成特定的衍射图样（如著名的艾里斑）。这一过程可以通过菲涅尔衍射或夫琅禾费衍射理论描述，具体选择取决于衍射距离与孔径尺寸的相对关系。

### 实现步骤 定义参数 设定圆孔半径、波长、衍射距离等关键参数。平面波的波前可视为均匀相位分布。

构建圆孔透射函数 在空间域生成一个二维圆孔掩模（矩阵），圆孔区域内透射率为1，其余为0。

衍射计算 快速傅里叶变换（FFT）法：通过角谱理论或菲涅尔近似，将光场传递到观察平面。 夫琅禾费近似：若衍射距离足够大，可直接对圆孔函数做傅里叶变换得到远场衍射图样。

调节距离的影响 通过修改衍射距离参数，可观察到从近场（菲涅尔区）到远场（夫琅禾费区）的渐变过程，衍射图样会从复杂环状结构逐渐过渡到典型的艾里斑。

### 扩展思考 可加入倾斜入射光或非单色光模拟更复杂的场景。 通过调整圆孔形状（如椭圆、多边形）对比不同孔径的衍射特性。

此模拟将理论公式转化为离散计算，最终通过图像直观展示衍射现象的动态变化。