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shepherd2014金虫 (小有名气)
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[求助]
傅里叶光学MATLAB仿真的问题
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来个大神吧！我搞了很多天实在搞不出才上这来问的！！！ 要在MATLAB中模拟 光的衍射，用的 DavidGeorgeVoelz_Computational_Fourier_Optics_a_MATLAB_tutorial 这本书的代码和插图   实际实验中，observation plane处放置的是一个CCD相机 相机的像素尺寸为dx2 = 29.6 um 图片的大小为 512 x 512， M = 512 L2 = M*dx2 (1.52 cm) dx2，M ， L2 这些参数都是固定的，不能改变 传播距离 z = 5 cm，光的波长 lambda = 675 nm 运用夫琅禾费衍射公式   得到dx1 = lambda*z/L2 (dx1 为source plane 处的像素尺寸，为2.227um) L1 = M*dx1 (L1为source plane的边长 1.14 mm，source plane处也是一个 M x M 大小的图片) 我的仿真是在source plane 处放置一个边长 D = 50 um 的图片（此处用矩孔代替），然后得到衍射图样，这个 D 也是固定不能变的 但是这样一来，D/dx1 = 22.4521 个像素，图片基本上看不出细节 w = D/2 仿真结果如下   我的问题是 dx2 ，M ，lambda ，z ，D 这些参数定死了，那么dx1 ，L1 这些参数根据公式也定死了，导致我插入的图片看不出细节（D/dx1 = 22.4521 个像素） 我想的是在source plane 处的 L1 能否缩小，然后M还是不变的，这样dx1就变小了，D/dx1就能更大些，插入的图片也能看到更多的细节？ 在边长为D的矩形孔外都是0，所以L1的缩小在真实的实验中无关紧要 就像下面这样  %======================================== clear all;clc; cm = 1e-2; mm = 1e-3; um = 1e-6; nm = 1e-9; %% lambda = 675*nm; k = 2*pi/lambda; dx2 = 29.6*um; M = 512; z = 5*cm; %% L2 = M*dx2; L1 = lambda*z/dx2; dx1 = L1/M; w = 25*um; % 这个 w = D/2 %% x1 = -L1/2:dx1:L1/2-dx1; y1 = x1; [X1,Y1] = meshgrid(x1,y1); u1 = rect(X1/(2*w)).*rect(Y1/(2*w)); figure(1) %irradiance image imagesc(x1./mm,y1./mm,u1); xlabel(\'x (mm)\'); ylabel(\'y (mm)\'); title(\'source plane z = 0\'); colormap(\'gray\'); axis square; axis xy; %% [u2,L2]=propFF(u1,L1,lambda,z); dx2 = L2/M; x2 = -L2/2:dx2:L2/2-dx2; %obs ords y2 = x2; I2 = abs(u2.^2); figure(2) %irradiance image imagesc(x2./cm,y2./cm,nthroot(I2,3)); xlabel(\'x (cm)\'); ylabel(\'y (cm)\'); title(strcat(\'observation plane z = \',num2str(z/cm),\' cm\')); colormap(\'gray\'); axis square; axis xy; %================================================= function [out] = rect(x) out=abs(x)<=1/2; end %================================================= function[u2,L2]=propFF(u1,L1,lambda,z) % propagation - Fraunhofer pattern % assumes uniform sampling % u1 - source plane field % L1 - source plane side length % lambda - wavelength % z - propagation distance % L2 - observation plane side length % u2 - observation plane field % [M,N] = size(u1); %get input field array size dx1 = L1/M; %source sample interval k = 2*pi/lambda; %wavenumber % L2 = lambda*z/dx1; %obs sidelength dx2 = lambda*z/L1; %obs sample interval x2 = -L2/2:dx2:L2/2-dx2; %obs coords [X2,Y2] = meshgrid(x2,x2); % c = 1/(j*lambda*z)*exp(j*k/(2*z)*(X2.^2+Y2.^2)); u2 = c.*ifftshift(fft2(fftshift(u1)))*dx1^2; end %==================================================== [ Last edited by shepherd2014 on 2015-3-19 at 10:31 ] |
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