《工程光学综合练习一 干涉仿真》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工程光学综合练习一 干涉仿真（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、工程光学综合练习一工程光学综合练习一 干涉仿真干涉仿真一、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。练习结束时每组提交一份报告及仿真程序。在报告中应注明各仿真结果所对应的参数，如相干光源间距、光入射倾角等。二、仿真题目一） 、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）Matlab 程序及注释 建立如下图所示坐标系 两束平面波干涉采用的接收屏是x-y平面 在接收屏上坐标(xs,ys)点处，易求得 ：光程 222 1)2(Dysdxsr222 2)2(Dysdxsr相位差122rrphi光强2)2cos(4phiB 程序： clear la
2、m=500e-9; %设定波长为500nm d=2e-3; %设定双缝宽为2mm； D=1; %设定光源中心到接收屏的 距离 xm=5*lam*D/d;ym=xm; %设定光屛的范围 n=101;xs=linspace(-xm,xm,n); %把光屛的x方向分成101点 ys=linspace(-ym,ym,n); %把光屛的y方向分成101 点 for i=1:nfor j=1:n r1=sqrt(xs(i)-d/2)2+ys(j)2+D2); %光程r1 r2=sqrt(xs(i)+d/2)2+ys(j)2+D2); %光程r2 phi=2*pi*(r2-r1)/lam ; %屏上各点的相
3、位差 B(i,j)=4*cos(phi/2)2; %屏上各点光强end end2N=225; %确定用的灰度等级为225 级 Br=(B/4.0)*N; %使最大光强对应于最大灰 度级（白色） subplot(1,2,1) %创建图形窗口 image(xs,ys,Br); %画干涉条纹 xlabel; %y轴方向 ylabel; %x轴方向 title; %屏幕上的干涉图样运行结果如图11图11将B(i,j)=4*cos(phi/2)2;改为B(i,j)=8*cos(phi/2)2;改变强度即改变了缝宽，运行 结果如图12 将d=2e-3改为d=3e-3即改变缝间距，运行结果如图133图12
4、图13二） 、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D=1; %设定光源中心到接收屏的距离 d=2e-6; %设定两光源间距为0.002mm R1=1; R2=1; I0=1; ny=101; lam=5e-7; %设定波长为500nm N=255; I1=I0*R1*R1*R1*R1; I2=I0*R2*R2*R2*R2; ymax=5*lam*D/d; %屏幕上y的最大范围y=linspace(-ymax,ymax,ny) %设定光屛的范围 x=y; x,y=meshgrid(x,y); %屏幕上的X，Y网格for i=1:ny for j=1:ny end; end;
5、 r1=sqrt(x-d/2).2+y.2+(D-d/2).2); %光源1到接收屏的光程r1 r2=sqrt(x+d/2).2+y.2+(D+d/2).2); %光源2到接收屏的光程r24phi=(r1-r2)*2*pi/lam; %光屏上各点相位差 I=I1+I2+2*sqrt(I1*I2)*cos(phi); %光屏上各点光强 %end %end Br=(I/4.0)*N; %使最大光强对应于最大灰度级 （白色） figure(1); image(Br); colormap(gray(N); %根据光强生成图像生成图像如图2-1所示 将参数d=2e-6改为d=2e-5,即增大两光源的距离
6、，所得图像如图2-2所示图 2-1 图 2-2三） 、改变下列光波场分布，观察干涉图样变化1S2Szdd1S2S图 1 图 2 图 3 1、如图 1 所示，两平面光波叠加，改变光波振幅比、两光波夹角，观察在接收屏上的干涉图样变化；（1）Matlab 程序及注释A1=input(第一束光的振幅(m)=); A2=input(第二束光的振幅(m)=); jiajiao=input(夹角=); lanbda=input(光波长（nm）=)/1000000000; ymax=0.00000005;5ny=161; y=linspace(-ymax,ymax,ny); z=y; i=(ny-1)/2;
7、for i=1:nyj=1:nyI1=A12; %计算第一束光的光强I2=A22; %计算第二束光的光强phi=pi*jiajiao*y(i)/lanbda; %计算相位差I(i,j)=I1+I2+2*sqrt(I1*I2)*cos(phi); %根据公式计算两束光叠加后的光强end nclevels=255; br=I.*255/max(max(I); figure(2); image(y,z,br); xlabel(y(n); ylabel(z(n); title(干涉条纹); axis(-ymax,ymax,-ymax,ymax); colormap(copper(nclevels);（
8、2） 仿真结果截图设波长=500，改变参数：振幅=10，=10，夹角=30 如图 3-1-11A2A振幅=10，=30，夹角=30，如图 3-1-21A2A振幅=10，=10，夹角=20，如图 3-1-31A2A图 3-1-1 图 3-1-2 6图 3-1-3结论：振幅比增大，条纹间距增加；夹角减小，条纹间距增加2、如图 2 所示，两点光源前后放置，改变其间距，观察在接收屏上的干涉图样变化；（1）Matlab 程序及注释（2）仿真结果截图3、如图 3 所示，两点光源并排放置，改变其聚散性（会聚球面波、发散球面波）和间距，观察在接收屏上的干涉图样变化。（1）Matlab 程序及注释d=input
9、(两点光源之间间距(m)=); D=input(右侧点距屏距离(m)=)+(d/2); lanbda=input(光波长(nm)=)/1000000000; ymax=0.0055; ny=161; y=linspace(-ymax,ymax,ny); z=y; i=(ny-1)/2; for i=1:nyfor j=1:nyl1=sqrt(y(i)2+(D-d/2)2+z(j)2); %计算 r1l2=sqrt(y(i)2+(D+d/2)2+z(j)2); %计算 r2phi=2*pi*(l2-l1)/lanbda; %计算相位差I(i,j)=exp(2)/l1+exp(2)/l2+2*ex
10、p(2)/l1/l2*cos(phi); %根据公式计算叠加的光强 end end nclevels=255; br=I.*255/max(max(I); figure(2); image(y,z,br); xlabel(y(n);7ylabel(z(n); title(单色光双缝干涉条纹); axis(-ymax,ymax,-ymax,ymax); colormap(copper(nclevels);（2）仿真结果截图设波长=500，与屏幕距离 D=5，改变参数： 两光源间距离 d=5 ，如图 3-2-1 两光源间距离 d=2 ，如图 3-2-2图 3-2-1 图 3-2-2结论：两光源距离
11、增加，条纹间距减小3设波长=500，与屏幕距离 D=10，且屏幕与两光源中心连线平行，改变参数（1）Matlab 程序及注释d=input(两点光源之间间距(m)=); D=input(与屏距离(m)=); lanbda=input(光波长(nm)=)/1000000000; ymax=0.55; ny=1001; y=linspace(-ymax,ymax,ny); z=y; i=(ny-1)/2; for i=1:nyfor j=1:nyl1=sqrt(y(i)2+D2); %第一个点光源到屏幕某点的距离l2=sqrt(d-y(i)2+D2); %第二个点光源到屏幕某点的距离phi=2*p
12、i*(l2-l1)/lanbda; %计算相位差I=I1+I2+2*sqrt(I1*I2)*cos(phi); %根据公式计算叠加后的光强 end end nclevels=255; br=I.*255/max(max(I); figure(2);8image(y,z,br); xlabel(y(n); ylabel(z(n); title(单色光双缝干涉条纹); axis(-ymax,ymax,-ymax,ymax); colormap(gray(nclevels);（2）仿真结果截图两光源间距离 d=2，如图 3-3-1 两光源间距离 d=10，如图 3-3-2图 3-3-1 图 3-3-2 结论：光源距离增大，条纹距离减小；当其中一个光源聚散性改变后，条纹由椭圆形变为 双曲线。四） 、如图 4-6 所示，改变平面光波场分布，观察干涉图样变化zzz图 4 图 5 图 6 1.如
