MATLAB点衍射干涉仪的仿真分析(3)

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本文的整体思路如下：通过对标量衍射理论的研究，给出应用标量衍射理论研究针孔尺寸与离焦状态对衍射光强的影响。通过编程仿真，对涉及到的所有理论推导过程作出数值仿真。全文最后对工作内容作出总结并提出对未来研究方向的展望。

本文共分为四章，整体内容的安排如下：

第一章概述本课题的研究背景与研究意义，通过介绍国内外的研究近况，总结了已有的研究方法与未来的研究重心和发展趋势，并提出了本论文的研究内容。

第二章阐述标量衍射理论相关内容及其在针孔衍射方面的应用情况，并推导了圆孔夫琅和费针孔衍射的光强计算公式。

第三章将研究过程中涉及到的所有数值计算内容做了分类整理，以标量衍射理论为理论依据，通过MATLAB编程得到了衍射场光强分布随针孔尺寸及离焦量变化的关系图，总结了衍射光强随针孔尺寸及离焦量变化的关系。

最后对本文的研究内容做了工作总结，指出了工作中存在的不足，并对今后课题的开展作出展望。

2 针孔衍射场光强分布的标量衍射理论研究

经典标量衍射理论将入射光波作为标量来考虑，仅分析其电场中单一分量振幅大小的表现。对于典型光学衍射现象或普通光学仪器中的衍射问题，如果其衍射针孔直径远大于入射波长，且观察位置远离衍射针孔，则可采用标量衍射理论进行分析，其理论结果与实际观察现象相符合，并具有很高的准确度。

2．1 惠更斯一菲涅尔原理

在讨论针孔对衍射光强分布的影响时，必须分析光波通过针孔后的光扰动，继而求出光强大小，为解决此类问题，可以从惠更斯一菲涅尔原理入手，研究光在自由空间的传播，该原理是由惠更斯作图法与干涉原理相融合得到，即认为波阵面上的每个点作为能产生球面子波的次级扰动中心，再将之后任意时刻的波阵面作为前级子波的包络面，这些次级子波通过相互干涉形成了衍射现象