本科毕业设计--基于matlab干涉系统仿真.doc

成绩：
《工程光学》综合性练习一

题目：基于matlab的干涉系统仿真

学院精密仪器与光电子工程学院
专业测控技术与仪器
年级20**级
班级*班
姓名**
学号

20**年**月
综合练习大作业一
一、要求
3-4人组成小组，对下面给出的各题目利用Matlab等工具进行仿真。

二、仿真题目
1、对于杨氏双缝干涉，改变双缝的缝宽和缝间距，观察干涉图样变化

①原理图
图中参数
光线波长：lam=500纳米；
双缝距离：d=0.1毫米；（可调）
双缝距接收屏距离：D=1米；
接收屏范围：xs：-0.005~0.005
ys：-0.005~0.005
光源振幅：AI=A2=1;
（单位振幅，可调）

②matlab代码：
clear;
lam=500e-9;%设定波长lam（500纳米）
d=0.5e-3;%设定两缝之间距离d（0.5毫米）
D=1;%双缝到接收屏距离D（1米）
A1=1;%初始两光源均为单位振幅
A2=1;
xm=0.005;
ym=xm;%接受屏的范围ym，xm(0.01*0.01矩形)
n=1001;
xs=linspace(-xm,xm,n);%用线性采样法生成两个一位数组xs，ys
%（n为总点数）
ys=linspace(-ym,ym,n);
L1=sqrt((xs-d/2).^2+ys.^2+D^2);%光屏上点（xs,ys）距光源1距离r1
L2=sqrt((xs+d/2).^2+ys.^2+D^2);%光屏上点（xs,ys）距光源2距离r2
E1=A1./sqrt(L1).*exp(1i*L1*2*pi/lam);%光源1在接受屏上复振幅E1
E2=A2./sqrt(L2).*exp(1i*L2*2*pi/lam);%光源2在接受屏上复振幅E2
E=E1+E2;%复振幅叠加为合成振幅E
I=abs(E).^2;%和振幅光强
nc=255;%灰度
br=(I/4)*nc;%灰度强度
image(xs,ys,br);%生成干涉图样
colormap(gray(nc));

③初始干涉仿真图样

④改变参数后的仿真图样（缝宽即光振幅A1、A2，缝间距d）

A1=1.2、A2=1A1=1.5、A2=1
（注：改变双缝宽度，等效为改变光源强度。如宽度增加一倍，光强增加两倍）

d=0.8毫米d=1.2毫米

⑤变化分析及曲线：
改变双缝宽度：此处仿真忽视衍射影响，改变双缝宽度简单等效为改变光源光强。由上述仿真图片可以看出，当增加其中一个缝宽即增加一个光源光强时，亮条纹宽度明显增加，但条纹间距不改变。通过仿真发现，当一光源为另一光源2.9倍左右强度时，接收屏上将出现一片亮，即暗条纹消失。
改变双缝间距：根据杨氏双缝干涉相关结论，改变双缝间距，将改变条纹之间间距e，趋势为随着双缝间距增加，条纹间距逐渐减小。具体数学关系为：e=lam*D/d；曲线表示为：

2、对于杨氏双孔干涉，改变双孔的直径和孔间距，观察干涉图样变化
①原理图

图中参数:
光线波长:lam=500纳米；
双孔距离：d=0.5毫米（可调）；
双缝距接收屏的距离：D=1(米)；
接收屏的范围：xs：-0.005—0.005
ys：-0.005—0.005；
光源振幅：AI=A2=1;
（单位振幅，可调）

②matlab代码：
clear;
lam=500e-9;%设定波长为500纳米
d=0.5e-3;%双孔的距离为0.5毫米
D=1;%双孔到接收屏的距离为1米
A1=1;
A2=1; %光源振幅A1=A2=1；
xm=0.005;
ym=xm;%接收屏的范围是0.005；
n=1001;
xs=linspace(-xm,xm,n);
ys=linspace(-ym,ym,n);%用线性采样法生成两个一位数组xs，ys
%（n为总点数）
r1=sqrt((xs-d/2).^2+ys.^2+D^2);%光屏上点（xs,ys）距光源1距离r1
r2=sqrt((xs+d/2).^2+ys.^2+D^2);%光屏上点（xs,ys）距光源2距离r2
E1=A1./r1.*exp(1i*r1*2*pi/lam);%光源1在接受屏上复振幅E1
E2=A2./r2.*exp(1i*r2*2*pi/lam);%光源2在接受屏上复振幅E2
E=E1+E2;%¸复振幅叠加为合成振幅E
I=abs(E).^2;%和振幅光强
nc=255;%灰度
br=(I/4)*nc;%灰度强度
image(xs,ys,br);%生成干涉图样
colormap(gray(nc));

③初始干涉仿真图样

④改变参数后的仿真图样（孔直径即光振幅A1、A2，缝间距d）

A1=1.8、A2=1A1=2.3、A2=1
（注：改变