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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 凝聚态物理 » matlab模拟菲涅尔直边衍射
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banuo2005

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1楼 2012-04-04 00:34:27
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匿名

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2楼2012-04-04 00:35:55
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3楼2012-04-04 00:37:31
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smy1982

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
glddoyss: 金币+5, ★有帮助, 虽然没指出我的错误，不过提供的程序也有用啦 2012-04-04 15:24:08
利用光波衍射的菲涅尔近似－菲涅尔衍射公式来计算双缝的衍射：


下面的这个程序你明白了的话，你这个问题就解决了，其他物体的衍射模拟你也就会了。
（1）实验参数设定：
    Lamda=0.6328; % um, Wavelength of the input light
DDist=200.0e+3; % um, Diffraction distance to the output plane
M=512; N=512; % Number of the sample array
dx=10.0; dy=10.0; % um, Sampling space
SWidth=4; % pixels, Width of the Slits
SDist=30; % pixels, Distance between two slits
（2）建立衍射屏函数（Slit）的抽样点阵
  DScreen=zeros(M,N); % define a M*N matrix with zero elements;
DScreen(:,(N-SDist-SWidth)/2N-SDist+SWidth)/2)=1.0; % Slit one
DScreen(:,(N+SDist-SWidth)/2N+SDist+SWidth)/2)=1.0; % Slit two
%也可用下列语句调入实现设计好的衍射屏图样（bmp格式512×512）。
DScreen=double(imread('DScreen1.bmp'));
（3）衍射屏函数的图形显示：
figure(1); % 激活1号显示窗口为当前窗口
colormap(gray);  ％设置灰度图形显示格式
imshow(Slit); ％在当前图形窗口显示衍射屏函数
  （4）建立高斯球面波函数 的抽样点阵：
    % Set coordinate of the sample array
[x,y]=meshgrid(-M*dx/2:dxM-1)*dx/2,-N*dy/2:dyN-1)*dy/2);
SphFunct=exp(i*pi*(x.^2+y.^2)/(Lamda*DDist)); % The spherical wave function
  （5） 通过计算菲涅尔衍射积分求衍射光场：
    % Simulate the Fresnel diffraction
DScreen_F=fftshift(fft2(fftshift(DScreen))); %Fourier transform of the slit function.
SphFunct_F=fftshift(fft2(fftshift(SphFunct))); %Fourier transform of the spherical function.
FrDiffract=fftshift(ifft2(fftshift(DScreen_F.*SphFunct_F))); % Inverse Fourier transform
  （6）显示输出平面上的光强度分布：
    % Display the diffraction pattern
FrDiffract_I=FrDiffract.*conj(FrDiffract); % Intensity distribution
FrDiffract_I=FrDiffract_I/max(max(FrDiffract_I));
imshow(FrDiffract_I/max(max(FrDiffract_I)));
  （7）保存衍射图样
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4楼2012-04-04 09:53:16
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5楼2012-04-04 12:52:11
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smy1982

木虫 (正式写手)
引用回帖:
5楼: Originally posted by glddoyss at 2012-04-04 12:52:11:
这个不很懂啊。学matlab不久。。  能帮忙看看我函数定义哪里出了问题吗？
M文件这个
function CS=fresnelC(a)
CS=quad(@fun1,0,a);
function fun=fun1(u)
fun=cos(0.5.*pi.*u.^2)+i.*sin(0.5.*pi.*u.^2);
...

你这个程序不是用run来运行的，你的是个函数。得用函数命令。
在matlab命令行里直接输入比如：CS=fresnelC(200e-3)；
但是你这个程序里面，“l(n)=abs(F(x1(n))+sqrt(0.5)*exp(i.*pi./4));%表示的是菲涅尔积分，f(n)=F(x1(n));%得到菲涅尔积分的列阵
” 这个F（）是什么函数啊？没有给出来啊？
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6楼2012-04-04 20:07:42
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zhfeng

木虫 (小有名气)
glddoyss: 回帖置顶 2012-04-06 19:28:32
对于quad函数，积分限应该是常数，a必须赋值。可以看一下帮助文件
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7楼2012-04-04 23:20:30
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banuo2005
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8楼2012-04-05 20:47:18
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9楼2012-04-06 19:28:49
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卡洛比

新虫 (初入文坛)
??? Error using ==> times
Matrix dimensions must agree.

Error in ==> Fresnelyanshe at 25
FrDiffract=fftshift(ifft2(fftshift(DScreen_F.*SphFunct_F))); % Inverse Fourier transform傅里叶逆变换（球面函数及狭缝函数的乘积）

??? Error using ==> times
Matrix dimensions must agree.

Error in ==> Fresnelyanshe at 25
FrDiffract=fftshift(ifft2(fftshift(DScreen_F.*SphFunct_F))); % Inverse Fourier transform傅里叶逆变换（球面函数及狭缝函数的乘积）
同学 你这个程序运行下去出现了如上错误，是不是你球面函数和狭缝函数的取样尺寸不同导致此上错误呢？
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10楼2012-04-25 10:36:58
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