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高斯激光束在Fraunhofer圆孔衍射成像中的球差
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作者 夏雄平 张凯 +1 位作者 韦贵妹 田恺婧 《吉林大学学报(理学版)》 CAS 北大核心 2024年第1期141-146,共6页
基于标量衍射理论,利用Zernike多项式法构建像差函数,并将其应用到ZEMAX中,研究高斯型激光束在透镜与圆孔距离较大时的Fraunhofer圆孔衍射成像中的球差.实验和理论模拟结果表明,透镜及圆孔和透镜距离对产生球差的影响较大,当选择优化的... 基于标量衍射理论,利用Zernike多项式法构建像差函数,并将其应用到ZEMAX中,研究高斯型激光束在透镜与圆孔距离较大时的Fraunhofer圆孔衍射成像中的球差.实验和理论模拟结果表明,透镜及圆孔和透镜距离对产生球差的影响较大,当选择优化的非球面透镜、较高折射率的透镜材料和小视场时,可有效降低由圆孔和透镜距离较大而产生的球差,从而有效提升衍射成像质量. 展开更多
关键词 fraunhofer圆孔衍射 球差 高斯激光束 ZERNIKE多项式
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利用COMSOL软件验证Fraunhofer Diffraction及实验探究 被引量:1
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作者 崔帅 门庭 +1 位作者 童宏伟 赵会富 《长春理工大学学报(自然科学版)》 2020年第3期36-41,共6页
对夫琅禾费衍射的一般形式进行了理论推导,并且利用直接计算法求解了单缝、圆孔、正三边形、正四边形及正六边形孔径的夫琅禾费衍射的光强分布。随后,通过COMSOL Multiphysics这一种广泛使用的用数学方法求解真实世界的物理现象的软件,... 对夫琅禾费衍射的一般形式进行了理论推导,并且利用直接计算法求解了单缝、圆孔、正三边形、正四边形及正六边形孔径的夫琅禾费衍射的光强分布。随后,通过COMSOL Multiphysics这一种广泛使用的用数学方法求解真实世界的物理现象的软件,进行仿真,最终得出了对应不同衍射孔径的夫琅禾费衍射图样和光强分布,并且进行了相应正多边形的衍射实验,得到实际的衍射图样,对比得出实验结果与仿真具有良好的对应性。使用基于COMSOL Multiphysics的“波形偏微分方程”接口对该问题进行数值求解,并描绘出相应的衍射图样和光强分布,该方法适用于正多边形孔径的夫琅禾费衍射,并有助于理解观察波动光学中夫琅禾费衍射的本质和现象。此外,仿真结果与实验共同表明衍射孔的边数和衍射尖峰数存在一定的关系。 展开更多
关键词 COMSOL Multiphysics 波形偏微分方程 fraunhofer diffraction 正多边形衍射孔
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Measuring orbital angular momentum of acoustic vortices based on Fraunhofer's diffraction 被引量:1
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作者 Chao-Fan Gong Jing-Jing Li +2 位作者 Kai Guo Hong-Ping Zhou Zhong-Yi Guo 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2020年第10期315-320,共6页
Acoustic vortex (AV) beam is triggering the significant research interest in information and communication sciences due to its infinite and mutual orthogonal orbital angular momentums (OAMs). Therefore, measuring the ... Acoustic vortex (AV) beam is triggering the significant research interest in information and communication sciences due to its infinite and mutual orthogonal orbital angular momentums (OAMs). Therefore, measuring the topological charges of an AV beams become a task with great significance. In this work, we present a Fraunhofer diffraction (FD) pattern of an AV beam that can be used to quantitatively detect the OAMs of AV beams. We both theoretically and numerically investigate the FD patterns of AV beams passing through a multipoint interferometer (MPI). It is demonstrated that the topological charges of the AV beams can be determined from the interference intensity patterns. The proposed method may pave the way to the practical applications of AV beams. 展开更多
关键词 acoustic vortex multipoint interferometer(MPI) topological charge fraunhofer diffraction(FD)
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Improvements of Traditional Laser Fraunhofer Diffraction Experiment Using Digital Image Processing Method 被引量:1
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作者 JIN Yuanwei WANG Yabing +2 位作者 ZHAO Bin YI Zhaoguang XU Shenghui 《Journal of Donghua University(English Edition)》 EI CAS 2020年第5期406-410,共5页
We present an improved digital image processing(DIP)method to calculate the widths of single slits.Different from the traditional laser Fraunhofer diffraction experiment in college physical experiments,by performing f... We present an improved digital image processing(DIP)method to calculate the widths of single slits.Different from the traditional laser Fraunhofer diffraction experiment in college physical experiments,by performing fast Fourier transform,inverse fast Fourier transform and the nonlinear leastsquare fitting on the diffraction pattern taken by a camera,the DIP method can quickly return an analytic expression,whose period is used to calculate widths of single slits.By comparing the measured results by the DIP method and the successional difference(SD)method,we find that for a single slit whose width is 60372μm,the DIP method is more accurate.Experimental results show that for single slits with widths between 40μm and 160μm,the relative error of the DIP method is less than 2.78%.Also,the DIP method can be used to measure the diameter of filament and fibres online in real time. 展开更多
关键词 digital image processing method traditional laser fraunhofer diffraction experiment width of single slit
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关于大颗粒Mie散射与Fraunhofer衍射问题的分析比较 被引量:8
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作者 杨晔 张镇西 蒋大宗 《激光技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期18-21,共4页
利用Mie散射与Fraunhofer衍射理论的数值计算,对球形颗粒的Mie散射和Fraunhofer衍射做了大量的计算和分析比较,提出了大颗粒的Fraunhofer衍射近似替代Mie散射的判据。
关键词 光学 MIE散射 fraunhofer衍射 大颗粒
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不同矩形孔的Fraunhofer衍射图样模拟 被引量:10
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作者 葛崇员 成泰民 孙树生 《沈阳师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2010年第3期371-373,共3页
利用基尔霍夫衍射理论,推导出不同矩形孔的Fraunhofer(夫朗禾费)衍射在屏幕上的相对衍射强度的分布公式。并利用mathematic软件模拟了不同矩形孔的Fraunhofer衍射图样与强度分布,从而找出了不同矩形孔的形状与Fraunhofer衍射图样之间的... 利用基尔霍夫衍射理论,推导出不同矩形孔的Fraunhofer(夫朗禾费)衍射在屏幕上的相对衍射强度的分布公式。并利用mathematic软件模拟了不同矩形孔的Fraunhofer衍射图样与强度分布,从而找出了不同矩形孔的形状与Fraunhofer衍射图样之间的内在规律:明暗相间的衍射条纹与对应矩形的互相平行的两边垂直;明暗相间的衍射条纹的宽度与两平行边之间的距离密切相关,两平行边之间的距离越小,对应的与平行边垂直方向的衍射条纹越宽,平行方向的越窄等。 展开更多
关键词 基尔霍夫理论 矩形孔 fraunhofer衍射图样 相对衍射强度
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光散射粒度测量中采用Fraunhofer衍射理论或Mie理论的讨论 被引量:20
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作者 徐峰 蔡小舒 +1 位作者 赵志军 沈嘉琪 《中国粉体技术》 CAS 2003年第2期1-6,共6页
从理论和实验两方面出发,讨论了颗粒的折射率对光能分布及粒径分布反演结果的影响,同时给出了衍射理论的完整适用条件及基于衍射理论的粒度仪的最佳光靶尺寸。
关键词 颗粒测量 衍射理论 MIE理论
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矩形孔和圆孔构成的双孔Fraunhofer衍射图样模拟 被引量:6
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作者 杨坤 成泰民 葛崇员 《沈阳师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2012年第1期36-39,共4页
讨论的是光的衍射中的单缝Fraunhofer(夫琅禾费)衍射。通常在Fraunhofer衍射中改变孔的形状,衍射光斑形状会发生明显的变化。因此,讨论分析不同形状单孔Fraunhofer衍射的文章较多。用基尔霍夫衍射理论,推导出矩形孔和圆孔构成的不同形... 讨论的是光的衍射中的单缝Fraunhofer(夫琅禾费)衍射。通常在Fraunhofer衍射中改变孔的形状,衍射光斑形状会发生明显的变化。因此,讨论分析不同形状单孔Fraunhofer衍射的文章较多。用基尔霍夫衍射理论,推导出矩形孔和圆孔构成的不同形状双孔Fraunhofer衍射在屏幕上的相对衍射强度的分布公式。并利用mathematica软件模拟了矩形孔和圆孔构成的不同形状双孔Fraunhofer衍射图样和强度分布,从而找出了矩形孔和圆孔的相对位置变化、矩形孔大小变化、圆孔大小变化与Fraunhofer衍射图样之间的内在规律。 展开更多
关键词 基尔霍夫理论 矩形孔 圆孔 fraunhofer衍射图样 相对衍射强度
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对称六边形孔的Fraunhofer衍射图样模拟 被引量:4
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作者 王丽芝 成泰民 祁烁 《佳木斯大学学报(自然科学版)》 CAS 2011年第1期135-138,共4页
利用基尔霍夫衍射理论,推导出不同对称六边形孔的Fraunhofer(夫朗禾费)衍射在屏幕上的相对衍射强度的分布公式.并利用Mathematic软件模拟了不同对称六边形孔的Fraunhofer衍射图样与强度分布,从而找出了不同对称六边形孔的形状与Fraunho... 利用基尔霍夫衍射理论,推导出不同对称六边形孔的Fraunhofer(夫朗禾费)衍射在屏幕上的相对衍射强度的分布公式.并利用Mathematic软件模拟了不同对称六边形孔的Fraunhofer衍射图样与强度分布,从而找出了不同对称六边形孔的形状与Fraunhofer衍射图样之间的内在规律. 展开更多
关键词 菲涅尔-基尔霍夫理论 六边形孔 fraunhofer衍射图样 相对衍射强度
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不同四边形孔的Fraunhofer衍射图样模拟 被引量:3
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作者 王丽芝 成泰民 +1 位作者 葛崇员 孙树生 《沈阳理工大学学报》 CAS 2010年第6期88-91,共4页
利用基尔霍夫衍射理论,推导出不同四边形孔的Fraunhofer(夫朗禾费)衍射在屏幕上的相对衍射强度的分布公式。并利用mathematic软件模拟了不同三角形孔与四边形孔的Fraunhofer衍射图样与强度分布,从而找出了不同三角形孔与四边形孔的形状... 利用基尔霍夫衍射理论,推导出不同四边形孔的Fraunhofer(夫朗禾费)衍射在屏幕上的相对衍射强度的分布公式。并利用mathematic软件模拟了不同三角形孔与四边形孔的Fraunhofer衍射图样与强度分布,从而找出了不同三角形孔与四边形孔的形状与Fraunhofer衍射图样之间的内在规律. 展开更多
关键词 基尔霍夫理论 三角形孔 四边形孔 fraunhofer衍射图样 相对衍射强度
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不同三角形孔和矩形孔构成的双孔Fraunhofer衍射图样模拟 被引量:2
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作者 杨坤 成泰民 《曲阜师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2012年第2期64-68,共5页
利用基尔霍夫衍射理论,推导出不同三角形孔和矩形孔构成的不同形状双孔Fraunhofer(夫琅禾费)衍射在屏幕上的相对衍射强度的分布公式,并利用mathematica软件模拟了不同三角形孔和矩形孔构成的不同形状双孔Fraunhofer衍射图样和强度分布,... 利用基尔霍夫衍射理论,推导出不同三角形孔和矩形孔构成的不同形状双孔Fraunhofer(夫琅禾费)衍射在屏幕上的相对衍射强度的分布公式,并利用mathematica软件模拟了不同三角形孔和矩形孔构成的不同形状双孔Fraunhofer衍射图样和强度分布,从而找出了不同三角形孔和矩形孔的相对位置变化、矩形孔大小变化、三角形孔大小形状变化与Fraunhofer衍射图样之间的内在规律. 展开更多
关键词 基尔霍夫理论 矩形孔 三角形孔 fraunhofer衍射图样 相对衍射强度
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Fraunhofer衍射的光量子路径积分方法 被引量:1
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作者 王明泉 《河南师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 1992年第2期105-108,共4页
在波动光学中,Fraunhofer衍射的光强分布规律,可根据Huygens-Fresncl原理,用积分法或复振幅合成法进行计算,其结果与实验规律相符。表明光的电磁波动理论能很好的处理Fraunhofer衍射问题。而在1909年,Geoffre Taylor用强度非常弱的光源... 在波动光学中,Fraunhofer衍射的光强分布规律,可根据Huygens-Fresncl原理,用积分法或复振幅合成法进行计算,其结果与实验规律相符。表明光的电磁波动理论能很好的处理Fraunhofer衍射问题。而在1909年,Geoffre Taylor用强度非常弱的光源发出的光照射到一根针上,观察其衍射现象。从实验过程中,他证实了光子是单个地。 展开更多
关键词 光量子疗法 衍射 路径积分
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利用Mathematica研究纱窗网孔的Fraunhofer衍射 被引量:1
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作者 杨坤 《沈阳化工大学学报》 CAS 2013年第3期276-281,共6页
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... 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. 展开更多
关键词 基尔霍夫理论 矩形孔 纱窗网孔 fraunhofer衍射图样 相对衍射强度
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方形纹光栅的Fraunhofer衍射场研究
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作者 王鲁川 佟天波 《沈阳师范学院学报(自然科学版)》 CAS 1999年第3期17-20,共4页
对方形纹光栅的Fraunhofer衍射场进行了研究,给出了衍射场强度分析的一般表达式,并利用计算机绘出了该场的一些衍射光样.
关键词 方形纹光栅 fraunhofer衍射 光栅 衍射场
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高斯光束通过单丝的Fraunhofer衍射
15
作者 叶庆卫 白贵儒 《宁波大学学报(理工版)》 CAS 1992年第1期39-44,共6页
本文给出了高斯光束通过单丝和单缝的 Fraunhofer 衍射公式,从理论上论证了衍射斑主极大的三分裂现象,并进行了较严格的计算。计算结果与实验基本一致。
关键词 细丝 fraunhofer 衍射 高斯光束 Babinat 互补原理
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拐点与单缝和圆孔的Fraunhofer衍射光强分布
16
作者 庞礼军 《贵州师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2002年第4期64-65,共2页
单缝和圆孔的Fraunhofer衍射光强分布用教材中所述的普通作图方法解决是无法详细区分的,只能用数学中的求曲线拐点的方法才能更加精确的描绘出单缝和圆孔的Fraunhofer衍射的光强分布的区别。
关键词 曲线拐点 单缝衍射 圆孔衍射 fraunhofer衍射 光强分布 普通作图法 光学
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透明介质中单缝Fraunhofer′s衍射条纹的变化
17
作者 王永庆 李育新 师琳 《陕西师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 1998年第S1期167-169,共3页
研究Fraunhofer′s衍射装置由空气移至水或其它透明介质中衍射条纹间距的变化.在考虑到介质中光波波长会发生变化的同时,兼顾介质中透镜焦距的变化,从而进一步计算衍射条纹的间距,得出更符合事实的结论.
关键词 fraunhofer′s衍射 中央明纹 折射率
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Fraunhofer衍射图样计算步长的确定
18
作者 肖国球 《湘潭师范学院学报(自然科学版)》 2002年第3期17-18,40,共3页
以平面波经圆孔后的Fraunhofer衍射图样计算为例 ,说明了在衍射图的计算中 ,计算步长与计算结果密切相关。实际计算步长的确定由计算精度的需要和被积函数的性质确定。
关键词 fraunhofer衍射图样 计算步长 光学 中心亮斑 光强度 环围能量 数值计算
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“工程光学”课程中纲举目张授课法的教学改革探索
19
作者 张宝武 张凯 +1 位作者 王君竹 谷伟 《教育教学论坛》 2024年第36期78-81,共4页
“工程光学”在光机电算软“五位一体”化的新兴光电产业所需人才培养方面具有非常重要的作用。为了在有限的授课时间中合理整合教材、设计教学过程,在给学生打下坚实的光学基础上,把新的光学发展情况引入课堂中,培养学生光学工程逻辑... “工程光学”在光机电算软“五位一体”化的新兴光电产业所需人才培养方面具有非常重要的作用。为了在有限的授课时间中合理整合教材、设计教学过程,在给学生打下坚实的光学基础上,把新的光学发展情况引入课堂中,培养学生光学工程逻辑思维和创新思维能力,开阔学生视野,以夫琅和费衍射为例详细描述了一种纲举目张授课法的实施方案。结果显示,这种方法可以简单明了地将衍射与干涉衔接起来,有助于学生的理解,提高教与学的效率,为“工程光学”课程的教学改革提供了有益借鉴。 展开更多
关键词 工程光学 纲举目张授课法 夫琅和费衍射 教学改革
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基于Python的光学现象可视化分析 被引量:1
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作者 任刘娜 付文慧 +1 位作者 苏艳丽 姜其畅 《大学物理实验》 2024年第1期104-108,共5页
光的干涉和衍射现象可调参数较多,现象较为丰富,为了较好的理解相关光学现象,借助计算机语言进行可视化分析是非常有效的研究方法。以杨氏双缝干涉实验和夫琅禾费单缝衍射实验为示例,利用Python语言对相关实验现象进行了仿真研究,分析... 光的干涉和衍射现象可调参数较多,现象较为丰富,为了较好的理解相关光学现象,借助计算机语言进行可视化分析是非常有效的研究方法。以杨氏双缝干涉实验和夫琅禾费单缝衍射实验为示例,利用Python语言对相关实验现象进行了仿真研究,分析了不同入射波长、不同双缝间距、不同单缝大小等参数下的实验现象。结果表明,采用Python语言具有直观形象、操作简单、参数灵活可调等优点,为相关光学知识的学习提供了有益的支持。 展开更多
关键词 PYTHON语言 杨氏双缝干涉 夫琅禾费单缝衍射 可视化分析
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