郑裕彤-节后短信

÷目科技＊息２００９年第５期
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本文得到三峡大学教学改革项目的资 助
基于Ｍａｔｌａｂ的
矩孔夫琅和费衍射的仿真
王习东刘高潮三峡太学理学院４４８０ ０２
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个比兆的周期大得多的时间问隔内的平
均值．拜计 算衍射光涟场的光搬动和光强
分布时目忏０用菲捏尔基尔霍夫衍射积分
尔霍夫衍自十＊式的标量 衍射理论，在夫琅
和赞近似的条件下可知．需要把观察屏放
置在离口ｒ射孔径报远的地方，两者 之ｍｍ
垂直距离ｚ．要满足
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在物理光学的光的衙射教学过程ｑ－．
光学实验内容比较抽象．如不借助吱验，学
生报难理解理论实验原理和过程。通
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在平行啦色光垂直＾射到矩扎Ｌ，透
镜Ｌ，与之紧贴，则可在后焦平面Ｌ观寨夫
琅和费衙射现象。观察平面上Ｐ点复振幅
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常，学枝的教学中，将光学理论教学与豳
睦教学相分离．理论教学中需要 蛮验现象
柬验证，而光学实验的进行一般要稳定的
环境高精密的仪∞，复杂的实验仪器“
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及光踏时渊试，花赞了技术＾蚰棚当多的时
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有时实验结粜将偏离理论预测。为Ｔ在物
理光学 课程教学过程形象生动，需要现代
化的教学手段．千方百计地为学生提供观
察物理现象的机会． 提高学生学习光学课
程的兴趣，培养他们的思维水平和创新能
式中：
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力．应浚充Ｈ利用计算机软件功能为教学
增舔括力．为学 生理解复杂理论和寅验做
好铺垫，可以用ＭＡＴＬＡＢ和ＬＡＢＶＩＥＷ等
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Ｐ点的复振幅可表示为：
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非捏尔原理为
丛础的。事实证明 ．在大害数光学甸题
中．ｕｆ以采州光场的标世＃ｉ射理论采描述
和ｌ｜．算。光场的频率非常 高，只能测量在
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主探索，酐究一些更深人的光学问越，还可
以 拓宽知识面，提高能力。奉文将以矩孔走
琅和赞搿射为例进行分析。
矩扎夫琅和贽衍射系统如嘲 所“ｉ，
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软件为平台，实时计算和模拟．鼓勖学生自< br>ｒ—匕‘十１嘶【
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３矩孔衍射的仿真分析
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根据 相对兜强０式，通过ｍａｔｌａｂ编羟”ｉ．
程序源代码如下
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基于Matlab的矩孔夫琅和费衍射的仿真
作者：
作者单位：< br>刊名：
英文刊名：
年，卷(期)：
被引用次数：
王习东， 刘高潮， Wang Xidong， Liu Gaochao
三峡大学理学院,443002
中国科技信息
CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION
2009，(5)
1次

参考文献(6条)

1.郁道银;谈恒英

工程光学 2006
2.梁铨廷

物理光学 2008
3.马科斯·波恩;埃米尔·沃耳夫

光学原理 2005
4.谢嘉宁

Matlab在光学信息处理仿真实验中的应用[期刊论文]
-
物理实验 2004(06)
5.飞思科技产品研发中心

MATLAB7基础与提高 2005
-Chung Pooh;Taegeun Kim

ENGINEEEING OPTICS WITH MATLAB 2006

相似文献(10条)
1.期刊论文

王爱中.Wang Aizhong

双缝干涉与单缝衍射明暗条纹级次的设定

-科技信息2008,32(32)
文章对现如今大学物理教科书中关于杨氏双缝干涉 与夫琅禾费单缝衍射明暗条纹分布级次的设定进行了分析与讨论,结果表明有些关于条纹分布级
次的表达 方式是不够确切的、完善的,甚至是错误的.作者建议在大学物理教科书中对于杨氏双缝干涉与夫琅禾费单缝衍射 明暗条纹分布级次的设定应采
取统一的规范化的表达方式.
2.学位论文

李世伟

衍射与干涉现象的仿真技术研究与实现

2005
本文分为三个部分，第一部分介绍了真实感图形技术的发展概况，重点阐述了真实感图形在光照模型、光线跟踪算 法等研究领域的研究成果。在第
二部分，依据夫琅和费衍射理论，在几何光学光照模型中增加一项光栅衍 射光亮度，分别建立了一维光栅衍射光照模型与二维正交光栅衍射模型。根据
此模型成功地绘制出光栅衍 射的效果图。第三部分是在几何光学光照模型的基础上，根据薄膜干涉理论加以修正，增加了薄膜干涉因子，得到 薄膜干涉
光照模型。依据薄膜干涉光照模型和光线跟踪算法在平台上实现自然界中薄膜干涉的光照效果仿 真。
3.期刊论文

孙慕渊

夫琅和费双狭缝衍射的讨论

-咸宁学院学报2004,24(6)
讨论了夫琅和费双狭缝衍射的振幅、光强分布、 衍射图样.揭示了从单缝衍射效应和缝间干涉效应出发,来分析不等宽夫琅和费双缝衍射的基本方法
.< br>4.学位论文

柏鑫

单根碳纳米管的场发射与场蒸发研究

2008
低能电子点源显微镜(Low-EnergyElectronProiec tionSourceMicroscope，LEEPS)是利用几十到几百电子伏特的低能电子，观察微观物 体对电子束
造成遮挡后形成的投影像，以及具有一定相干性的电子束照射在纳米尺度物体上发生衍射所形 成的干涉像或电子全息像，从而对微观物体的形貌、结构
进行表征的表面分析仪器。为寻找高强度、高亮 度的相干电子源，我们自主研制了一台集低能电子点源显微镜和场发射场离子显微镜于一体的设备。
研制 的过程中，解决了包括超高真空的获得(3.1×10-8Pa)、外界振动的隔离、爬行器及其控制电路的设计 、场发射电流-电压自动测量、超高真空换样
等一系列难题，达到设计要求。采用虚拟仪器技术，利用N I公司的LabVIEW开发环境，编写了仪器的控制软件，实现了设备的自动化。同时，基于场发
射电 子束是理想恒流源的特点，在原有的数据采集卡基础上，开发了小电流测量系统，系统测量精度约0.1nA，成 本极低。目前，LEEPS设备运转正常
，实验上已经实现针尖与样品距离小于5μm，并获得分辨率在 10nm量级、放大倍数大于4×104倍的投影像。在做LEEPS投影实验过程中，我们还观察到
碳 纳米管及TEM微栅上的无定型碳膜在低能电子束(几百电子伏)辐照下的损坏及解体消失现象。我们认为，同通 常的“电子-原子核碰撞”(knockon)机
理不同，C-C键的破坏，主要是由于真空残气被场发 射电子束荷电，形成“负离子-碳原子”碰撞，最终导致物样被损坏甚至解体。
在透射电子显微 镜原位观测下，将单根多壁碳纳米管组装到钨针尖上，再将组装好的样品转移到场发射显微镜中。单根碳纳米管场 发射特性研究表
明，碳纳米管发射电子束的发射立体角小于10-2，获得碳纳米管场发射电流最大亮度 为1.3×1012A·m2·sr-1；约化亮度为1.6×109.A·m2·sr-1.V-
1; 大的发射电流能够改变碳纳米管结构，引起样品端口钝化，影响到场发射I-V曲线。通常，钝化后的样品发射更 加稳定。观察到样品两种完全可逆的
发射状态，在两种状态下，I-V曲线在测量过程中相互跳变，同时 又各自满足F-N公式，相同电压对应的场发射电流相差最高达到10倍。对样品进行寿命
稳定性测试， 保持施加的场发射电压不变，时间- 电流曲线呈明显的上下跳变台阶，而台阶高度一致。初步分析电流台阶变化原因是吸附和脱附。
Y形分叉的单根多壁碳纳米管的场发射像出现相互平行的条纹，将分叉的两枝看作杨氏干涉的双缝，可以很好地解 释实验现象；利用夫琅和费双孔
衍射理论模拟，得出Y形碳纳米管的虚源成“∞”形状。相干条纹的出现 表明碳纳米管的发射电子束是相干的。
实验发现纳米材料的蒸发场远低于传统材料。单根碳纳米 管的场蒸发实验研究表明，碳纳米管的蒸发场阀值约为10Vnm左右。利用场蒸发技术，可
以对碳管端 口逐层剥离，从而达到顶端平整的目的，或者将闭口管端口打开成为开口管等。如果持续时间较长，还可以进一步 达到剪短的效果。在约
10Vnm场强下，实验用碳纳米管蒸发速率约为几个纳米每分钟。将单根碳纳米 管的场蒸发实验技术转移到阵列，在较低场下，场蒸发依然有效。这为平
面样品后续大规模处理提供可选 手段。我们定性探讨了碳纳米管的蒸发场大大低于碳的理论值的原因(碳的理论蒸发场高达103Vnm)。首先 ，通过场解
吸获得的清洁端口上有较多悬挂键，平均每个碳原子的配位数较小，所以升华热较低。其次， 可能存在于碳纳米管中的氢原子会在强场下碰撞端口的碳
原子，使其更易蒸发。最后碳管结构本身不完美 ，存在缺陷，承受不住强场下的机械应力，易于发生重构或者在强场作用下直接被拖拽出去。有关研究
指 出，场蒸发粒子主要为C20+，假定重构的C20形成正十二面，升华热与重构释放出的能量相当，故略去逸出 功以及升华热的影响。利用这个简化模型
，得出的蒸发场理论数值更加接近实验事实。
5.期刊 论文

李建民.王蕴芬.冯天宝.袁志成.宋元军.陈桂强.储润增.Li Tianbao.
Yuan Runzeng

基于远场干涉测平板玻璃内的气泡直径

-中国激光
2009,36(6)
提出一种测量平板玻璃中气泡直径的方法.用平行He-Ne激光束照射平板玻璃内的气泡,在远场产生圆环状干 涉条纹.利用气泡远场干涉理论模型,使
用分光仪对平板玻璃外干涉条纹角位置进行测量,由折射定律换 算为平板玻璃内干涉条纹角位置,进而使用计算软件mathematica计算出气泡直径,测量结