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1、成绩： 工程光学综合性练习一题目： 基于matlab地干涉系统仿真学 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,对下面给出地各题目利用Matlab等工具进行仿真.二、仿真题目1、对于杨氏双缝干涉,改变双缝地缝宽和缝间距,观察干涉图样变化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：-0.0050.005 ys：-0.0050.005光源振幅：AI=A2=1;（单位振幅,可调）matlab代码：clea
2、r;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; %接受屏地范围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+D2);%光屏上点（xs,ys）距光源1距离r1个人收集整理 勿做商业用途L2=sqrt(xs+d/2).2+ys
3、.2+D2);%光屏上点（xs,ys）距光源2距离r2个人收集整理 勿做商业用途E1=A1./sqrt(L1).*exp(1i*L1*2*pi/lam);%光源1在接受屏上复振幅E1个人收集整理 勿做商业用途E2=A2./sqrt(L2).*exp(1i*L2*2*pi/lam);%光源2在接受屏上复振幅E2个人收集整理 勿做商业用途E=E1+E2; %复振幅叠加为合成振幅EI=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);初始干涉仿真图样改变参数后地仿真图样（缝宽即
4、光振幅A1、A2,缝间距d）A1=1.2、A2=1 A1=1.5、A2=1个人收集整理 勿做商业用途（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毫米个人收集整理 勿做商业用途变化分析及曲线：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.个人收集整理 勿做商业用途改变双缝间距：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
5、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：个人收集整理 勿做商业用途2、对于杨氏双孔干涉,改变双孔地直径和孔间距,观察干涉图样变化原理图图中参数:光线波长:lam=500纳米；双孔距离：d=0.5毫米（可调）；双缝距接收屏地距离：D=1(米)；接收屏地范围：xs：-0.0050.005 ys：-0.0050.005；光源振幅：AI=A2=1;（单位振幅,可调）matlab代码：clear;lam=500e-9; %设定波长为500纳米d=0.5e-3; %双孔地距离为0.5毫米D=1; %双孔到接收屏地距离为1米A1=1; A2=1;%光源
6、振幅A1=A2=1；xm=0.005;ym=xm; %接收屏地范围是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+D2);% 光屏上点（xs,ys）距光源1距离r1个人收集整理 勿做商业用途r2=sqrt(xs+d/2).2+ys.2+D2);% 光屏上点（xs,ys）距光源2距离r2个人收集整理 勿做商业用途E1=A1./r1.*exp(1i*r1*2*pi/lam);% 光源1在接受屏上复振幅E1E2=A2./r2.
7、*exp(1i*r2*2*pi/lam);% 光源2在接受屏上复振幅E2E=E1+E2; %复振幅叠加为合成振幅EI=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);初始干涉仿真图样改变参数后地仿真图样（孔直径即光振幅A1、A2,缝间距d）A1=1.8、A2=1 A1=2.3、A2=1个人收集整理 勿做商业用途（注：改变孔直径,等效为改变光源强度.如直径增加一倍,光强增加四倍）空间距离d=0.8毫米 空间距离d=1.2毫米个人收集整理 勿做商业用途变化分析及曲线： 改变
8、孔直径：基本规律同杨氏双孔干涉,唯一区别是当双孔直径增加一倍时,等效为光源光强增加四倍. 改变双缝间距：根据杨氏双孔干涉相关结论,改变双孔间距,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：个人收集整理 勿做商业用途3、改变下列光波场分布,观察干涉图样变化（1）如左图所示,两平面光波叠加,改变光波振幅比a、两光波夹角theta,观察在接收屏上地干涉图样变化；个人收集整理 勿做商业用途图中参数：光线波长:lam=500纳米；双缝距接收屏地距离：D=1(米)；接收屏地范围：xs：-0.0000020.000002 ys：-0.000
9、0020.000002；两光波夹角：theta=90度（可调）光源振幅：AI=1;A2=a*A1;（a为光波振幅比,初始为1,可调）matlab代码：clear;lam=500e-9; %设定波长lam（500纳米）theta=pi/2; %设定两平面波夹角theta（90度） A1=1; %光源均为单位幅度a=1; %a为振幅比A2=a*A1; %a=A2/A1 xm=0.000002;ym=xm; %接受屏地范围xm,ym(0.000004*0.000004矩形)个人收集整理 勿做商业用途n=1001;xs=linspace(-xm,xm,n);%用线性采样法生成两个一位数组%xs,ys（
10、n为总点数）ys=linspace(-ym,ym,n);xs, ys = meshgrid(xs, ys);%生成网格采样点 n*n矩阵E1=A1.*exp(-1i*xs*cos(theta/2)*2*pi/lam);%平面波1在接受屏上复振幅E1个人收集整理 勿做商业用途E2=A2.*exp(1i*xs*cos(theta/2)*2*pi/lam);%平面波2在接受屏上复振幅E2个人收集整理 勿做商业用途E=E1+E2; %复振幅叠加I=abs(E).2; %光强pcolor(xs, ys, I); %生成干涉图样shading flat;colormap gray初始干涉仿真图样：改变参数
11、后地仿真图样（光波振幅比a、两光波夹角theta）a=1.6 a=2.1个人收集整理 勿做商业用途theta=60 theta=120个人收集整理 勿做商业用途 变化分析： 改变光波振幅比a：改变光波振幅比a即为改变光源光强.由上述仿真图片可以看出,当增大光波增幅比a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a增加到2.9左右时,接收屏上将出现一片亮,即暗条纹消失.个人收集整理 勿做商业用途改变两光波夹角theta：根据仿真图样可以得知,两光波夹角theta越大,出现地干涉条纹间距约大.（2）如右图所示,两点光源前后放置,改变其间距,观察在接收屏上地干涉图样变化；图中参数：光线波长:lam=500纳米；两点光源间距：d=0.002米；(可调)点光源S2到接收屏距离：Z=0.02米接收屏地范围：xs：-xsxs； ys：-ysys；matlab代码clear;lam=500e-9; %设定波长lam（500纳米）d=2e-3; %设定之间两点光源间距离d（0.002米）Z=2e-2; %点光源S2到接收屏距离ZA1=1; %两光源均为单位幅度A2=A1;xm=2e-3;ym=xm; %接受屏地范围xm,ymn=1001;xs=linspace(-xm,xm,n);%用线性采样法生成两个一位数组y
