Intensity Distribution of the Finite Olver Beams through a Paraxial ABCD Optical System with an Aperture of Basis Annular Aperture

Based on the Collins diffraction formula and by means of the expansion of a hard aperture function into a finite sum of complex Gaussian functions, two analytical approaches of the Finite Olver beams (FOBs) passing through a paraxial ABCD optical system with a circular annular aperture or a rectangular one are developed in this paper. The propagation properties of the FOBs through an unapertured ABCD optical system or through this last with a circular (or rectangular) aperture or a circular (or rectangular) black screen are deduced, from the main results, as particular cases. Also, the characteristics of Finite ordinary Airy beam passing through the all considered optical systems are derived here that correspond to zeroth-order of the FOBs. According to the predicted formulas, computer simulation examples are given to deepen the understanding of the characteristics of the FOBs passing through some optical systems of annular aperture basis.

利用Mathematica研究纱窗网孔的Fraunhofer衍射

根据基尔霍夫衍射理论,用Mathematica软件推导出由矩形孔构成的2行×2列、4行×2列、2行×4列、4行×4列等纱窗网孔的Fraunhofer衍射相对衍射强度公式,并在此基础上归纳推广,得到由2n行×2m列矩形孔构成的纱窗网孔的Fraunhofer衍射相对衍射强度通式.绘制不同数目矩形孔构成的纱窗网孔的几种典型衍射图样及对应的相对光强三维立体图,更加真实、精确、简便地再现了不同数目矩形孔构成的纱窗网孔的Fraunhofer(夫琅禾费)衍射现象,对深刻理解不同数目矩形孔构成的纱窗网孔的Fraunhofer衍射现象具有重要意义.

基于MATLAB的矩孔夫琅和费衍射场模拟计算

利用MATLAB软件对夫琅和费矩孔衍射场进行模拟,得到了不同参数下各种衍射场的三维分布图样,并且采用彩色网格图的形式输出,可以方便地观察衍射图样的细节.模拟结果与实验观测的结果非常吻合.这种方法作为辅助教学手段,不仅可以观察夫琅和费矩孔衍射完整、清晰的立体图像,而且可以很容易地调节参数,观察不同的衍射现象,有助于学生更加深刻地理解夫琅和费矩孔衍射的特征和规律,提高教学质量.

矢量衍射理论的级数解及其标量近似的有效性

当光束具有较大的发散角或光束束腰可与波长相比拟时,傍轴近似,甚至标量衍射理论都不再成立。文章在平面孔矢量衍射理论角谱表示的基础上,给出了衍射场纵向分量的级数解,指出在非傍轴区对衍射场矢量修正的必要性,分析了标量衍射理论的有效性。并以圆孔衍射为例进行了详细的数值计算,并就一些相关的问题进行了讨论。

平面孔的远场矢量衍射理论及其标量近似

在矢量衍射理论的基础上 ,给出了偏振光、自然光照射的情况下 ,平面孔远场衍射的矢量描述 ,与标量衍射理论进行了比较 ,指出了标量衍射理论的误差及适用范围 ;对于孔径与波长相当的微小孔的大角度衍射 ,标量衍射理论存在一定的误差 ,而必须采用矢量衍射理论。

单色点源矩孔菲涅耳衍射光场的计算与模拟

点源照射的衍射较平面光照射的衍射更具一般性,对光束的传输与变换、光学系统的衍射成像以及光信息处理等方面有重要作用.首先由菲涅耳——基尔霍夫衍射公式得到单色点源照射矩孔产生的衍射光场的积分表达式,然后推导了单色点源照射矩孔产生的菲涅耳衍射及其特殊情况夫琅禾费衍射的光场的计算式.利用Matlab软件计算模拟了它们傍轴区的衍射图样,模拟试验表明了推导的计算式的有效性与可靠性.这些有利于对相关的衍射理论与技术的进一步研究.

基本夫琅和费衍射实验的计算机仿真

本文利用傅里叶光学的基本概念对几种常用的夫琅和费衍射给出了计算机仿真结果。

日光夫琅禾费双矩孔衍射的计算机仿真

分析夫琅禾费双矩孔衍射及其特例的光强分布,以日光为光源,基于Matlab软件实现日光夫琅禾费双矩孔衍射及其特例的计算机仿真。结果表明,夫琅禾费双矩孔衍射的光强分布为2个矩孔衍射的相干叠加结果,仿真图像色彩细腻而逼真,可应用于与日光相关的研究和教学等领域。

微光学系统矢量衍射成像的分析与模拟

本文利用瑞利—索末菲矢量衍射公式经适当推理导出微光学系统矢量衍射像点光强度分布的解析计算式,探讨了矢量衍射成像的原理与技术。模拟实验表明,微光学系统的矢量衍射成像,不但要考虑横向场通常还要考虑纵向场,并讨论了波长和偏振态对成像的影响,有助于促进微光学衍射理论与成像技术的发展。

高斯光束照射下与矩孔相关的孔径衍射

依据基尔霍夫衍射理论,利用幂级数展开的方法,推导出傍轴条件下高斯光束的矩孔及单缝衍射的近似计算公式,并通过数值计算、数值模拟等方法对衍射场的基本特性进行了讨论.

平面波经方环衍射后的光束质量评价

在对平面波经方环衍射后远场光强分布分析的基础上 ,对其光束质量作了详细研究。数值计算结果的物理分析表明 ,可用“桶中功率”曲线、β和 η参数评价这类环状光束的光束质量。同时也指出了这些方法的不足。

偏振光波的矩孔矢量夫琅禾费衍射

利用瑞利—索末菲矢量衍射公式导出偏振光波矩孔矢量夫琅禾费衍射的解析计算式,通过模拟实验研究了椭圆偏振光的一般孔和亚波长孔的矢量夫琅禾费衍射情形,可应用于偏振光波偏振度检测和偏振成像等方面,表明所得计算式的有效性和可靠性,可在微光学、近场光学、衍射成像、光束传输变换以及光信息处理等方面发挥作用。

提高弹上设备含孔缝壳体屏蔽效能方法研究

出于通风散热、线缆进出的考虑,弹上很多设备的壳体表面都有孔洞,严重降低了壳体的电磁屏蔽效能,是造成电磁干扰的重要原因。弹上空间有限,负重对飞行成本的提高很大,且导弹飞行过程中过载很大,因此采取提高含孔缝壳体屏蔽效能的措施需同时考虑到所占空间、增加的重量和对设备结构强度的影响三个要素。提出了一种提高含孔缝腔体电磁屏蔽效能的新方法——加装屏蔽立柱,这种方法结构简单,基本不占用屏蔽壳体内的有限空间,也不会明显增加飞行重量,而且不影响线缆进出、通风散热、结构强度和电气连续性。理论计算和实验测试结果都验证了理论的正确性。

微波矩孔衍射仿真与实验

从基尔霍夫标量式出发,在振幅零级近似和相位一级近似条件下,由Mathematica仿真计算获得微波经不同尺寸矩孔的衍射分布,并在微波光学实验仪上进行实验验证,获得了从夫琅禾费衍射向菲涅尔衍射转化的衍射花样,实验与仿真结果较为吻合。

微光学系统矢量衍射成像中畸变的衍射机理与计算

用瑞利—索末菲矢量衍射公式导出微光学系统矢量衍射像点光强分布的计算式,探讨矢量衍射成像中畸变的衍射机理与计算。模拟试验表明微光学系统矢量衍射成像不但要考虑横向场还要考虑纵向场,畸变校正要进行位置校正,光强也要做适当校正,有利于微光学成像系统的像差分析与处理。

矩孔菲涅耳衍射的光强分布

根据菲涅耳-基尔霍夫衍射积分得出矩孔菲涅耳衍射的光强分布表达式,对该表达式作了数值计算,分析了矩孔尺寸对衍射光强分布的重要影响。当光源的孔面投影位于矩孔中心且矩孔尺寸很小时,光强分布具有夫朗和费衍射的特征;随着矩孔尺寸增大,在离几何照明区边界距离相等的几何阴影区域内相邻光强峰值与谷值的比值越小,几何照明区出现的光强峰值越多。当光源的孔面投影不在矩孔中心时光强分布的对称性不复存在。最后计算分析了多矩孔菲涅耳衍射的光强分布。

椭圆矢量高斯光束多孔衍射的光强分布（英文）

目的分析奇异光束多孔衍射的精细结构。方法基于矢量瑞利-索末菲衍射积分公式,研究矢量椭圆高斯光束三孔衍射的光强分布。主要讨论在轴上、离轴和不同横截面处,精确光强表达式波印廷矢量〈S_z〉的变化规律。结果分析表明:在共轴情况下,参数f对〈S_z〉的影响起重要作用,Δ和Λ也能影响光强的演变。而对于离轴情况,在其横截面上,等光强线先是椭圆,在z/λ=2.459 1时,变为圆形,而后又变成椭圆,但其长、短轴方向交换了位置,通过横向光强等高线,可以更清楚地看出光波的这种演化规律。结论可以通过合理选择光学参数,控制多孔衍射对光束传输质量的影响。

高斯光束的矩孔和圆孔衍射

应用亥姆霍兹方程和傅里叶变换，对高斯光束通过狭缝、矩孔和圆孔时的衍射时行了分析。在傍轴条件下导出了相应的近似公式，并给出了数值计算结果。

平面偏振光波的微矩孔矢量夫琅禾费衍射

利用瑞利——索末菲矢量衍射公式导出平面偏振光波矩孔矢量夫琅禾费衍射的解析计算式,探讨了矢量衍射的实质和特征以及数十倍波长尺寸矩孔、亚波长矩孔和波长级矩孔夫琅禾费衍射的情形.模拟实验表明了该计算式的有效性和可靠性,可在近场光学、微光学、衍射成像、光束传输变换和光信息处理等方面发挥应有作用.

非傍轴矢量离轴椭圆高斯光束的矩孔衍射

根据矢量瑞利衍射积分公式,对非傍轴矢量离轴椭圆高斯光束的矩孔衍射进行了系统的研究,给出了矩孔衍射的解析表达式,并将非傍轴矢量离轴椭圆高斯光束矩孔衍射轴上、近场、远场和单缝衍射光场分布,非傍轴离轴矢量高斯光束以及非傍轴矢量高斯光束的自由空间传输作为特例统一于一般表达式中,研究表明,在矩孔衍射中,f参数,截断参数以及相对离轴参数共同决定着光束的非傍轴行为。