工程光学matlab仿真设计
如何使用Matlab进行光学系统设计与分析
如何使用Matlab进行光学系统设计与分析光学系统是现代科学和工程领域中非常重要的一部分。
它涉及到光的传播和控制，以实现一系列的功能，如成像、聚焦、衍射等等。
光学系统的设计与分析可以帮助我们更好地理解光的行为并优化系统性能。
在本文中，我们将介绍如何使用Matlab进行光学系统设计与分析。
第一部分：光学系统建模在光学系统设计与分析中，必须首先对系统进行建模。
Matlab提供了强大的工具和函数，用于建立光学系统的模型。
其中最基本的模型是射线模型，它将光线视为直线，并描述光的传播路径。
这种模型适用于较简单的系统，如透镜或凸透镜组。
除了射线模型外，Matlab还支持波模型和光场模型。
波模型将光视为一组波动方程，可以更好地描述光的衍射和干涉现象。
光场模型则将光视为波的能量分布，可以更准确地描述成像效果和光场分布。
第二部分：光学系统分析光学系统分析是对光学系统性能进行评估和优化的过程。
Matlab提供了一系列函数和工具，帮助我们进行光学系统分析。
其中最常用的分析方法是光线追迹和波前传播分析。
光线追迹是通过模拟光线的传播路径来分析光学系统。
Matlab提供了raytrace函数，可以实现光线追迹的模拟。
通过调整光线的发射角度和位置，我们可以研究光线在系统中的传播路径和成像效果。
波前传播分析是通过模拟波的传播来分析光学系统。
Matlab提供了fft函数和光学传输函数等工具，用于模拟波的传播和成像效果。
通过调整波的频率和振幅，我们可以研究波在系统中的传播和衍射效果。
第三部分：光学系统设计光学系统设计是根据特定需求来选择合适的光学元件并确定其位置和参数的过程。
Matlab提供了优化算法和优化函数，帮助我们实现光学系统设计。
在光学系统设计中，我们可以根据需求选择合适的透镜、反射镜、滤波器等元件，并利用优化算法来确定它们的位置和参数。
Matlab提供了fmincon和fminsearch等函数，可以帮助我们进行优化，并找到最佳的元件配置。
matlab仿真及其在光学课程中的应用
matlab仿真及其在光学课程中的应用一、引言Matlab是一种用于科学计算和数据分析的软件，它具有强大的数学计算能力和易于编程的特点，在光学课程中有着广泛的应用。
本文将介绍Matlab仿真在光学课程中的应用，并提供详细的实例说明。
二、Matlab基础知识1. Matlab环境介绍Matlab环境包括命令窗口、编辑器窗口、工作区窗口、命令历史窗口和帮助窗口等。
其中，命令窗口是进行交互式计算和演示的主要界面，编辑器窗口可以编写程序代码并保存到磁盘上，工作区窗口显示当前变量值，命令历史窗口记录执行过的命令，帮助窗口提供了详细的Matlab函数库说明。
2. Matlab语法规则Matlab语言采用类似于C语言的语法规则，但也有自己独特的特点。
例如，Matlab中所有变量都是矩阵类型，并且支持矩阵运算；函数名和变量名不区分大小写；注释符号为%。
3. Matlab常用函数库Matlab提供了丰富的函数库来支持各种数学计算和数据处理任务，例如矩阵运算、信号处理、图像处理等。
常用的函数库包括：（1）基本数学函数库：abs、sin、cos、tan、exp等；（2）矩阵运算函数库：inv、det、eig等；（3）信号处理函数库：fft、ifft等；（4）图像处理函数库：imread、imshow等。
三、Matlab在光学课程中的应用1. 光学波动方程仿真光学波动方程是描述光波传播的基本方程，通过Matlab可以进行波动方程的仿真计算。
例如，可以模拟出一个平面波在通过一片介质后的折射和反射情况。
具体步骤如下：（1）定义平面波初始状态和介质折射率；（2）利用波动方程求解得到平面波在介质中传播后的场分布；（3）绘制出平面波在介质中传播后的场分布图。
2. 光线追迹仿真光线追迹是描述光线传播和成像的基本方法之一，在Matlab中可以进行光线追迹的仿真计算。
例如，可以模拟出一个凸透镜成像过程。
具体步骤如下：（1）定义凸透镜的曲率半径和折射率；（2）定义物体点的位置和大小；（3）利用光线追迹方法求解得到物体点成像后的位置和大小；（4）绘制出凸透镜成像后的图像。
基于Matlab的光学实验仿真
基于Matlab的光学实验仿真基于Matlab的光学实验仿真一、引言光学是研究光的传播、反射、折射和干涉等现象的学科，广泛应用于光学器件、光通信等领域。
在光学实验中，通过搭建实验装置来观察和研究光的行为，以验证光学理论并深入理解光的特性。
然而，传统的光学实验不仅设备复杂，成本高昂，而且需要大量的实验时间和实验设计。
因此，基于计算机仿真的方法成为了一种重要的补充和替代。
Matlab作为一种强大的数值计算和仿真工具，具有强大的数学运算能力和友好的图形界面，被广泛应用于科学研究和工程设计。
在光学实验中，Matlab可以模拟光的传播、折射、干涉等各种光学现象，使得研究人员可以在计算机上进行光学实验，加速实验过程并提高实验效率。
二、光的传播仿真在光学实验中，光的传播是一项重要的研究内容。
通过Matlab的计算能力，我们可以模拟光线在不同介质中的传播情况，并观察其光程差、折射等现象。
光的传播可以用波动光学的理论来描述，其中最经典的是亥姆霍兹方程。
在Matlab中，我们可以利用波动光学的相关工具箱，通过求解亥姆霍兹方程来模拟光的传播。
例如，我们可以模拟光在一特定系统中的衍射效应。
在Matlab中，衍射效应可以通过菲涅尔衍射和弗雷涅尔衍射来模拟。
我们可以设定特定的光源和障碍物，通过Matlab的计算能力计算光的传播、衍射和干涉等现象，得到不同条件下的衍射效应，并可视化展示。
三、光的折射仿真光的折射是光学领域中的另一个重要现象，研究光的折射对于理解光在不同介质中的传播行为至关重要。
通过Matlab的仿真，我们可以模拟光的折射行为，并研究不同介质对光的影响。
在Matlab中，我们可以利用光学工具箱中的折射相关函数，输入光线的入射角度、折射率等参数，模拟光线在不同介质中的折射行为。
通过改变不同介质的折射率、入射角度等参数，我们可以观察到光的全反射、折射偏折等现象，并进行定量分析和比较。
四、光的干涉仿真光的干涉是光学领域的重要研究课题之一，通过模拟光的干涉行为，可以深入理解光的相干性、波动性质等特性。
基于Matlab的光学实验仿真
基于Matlab的光学实验仿真一、本文概述随着科技的快速发展，计算机仿真技术已成为科学研究、教学实验以及工程应用等领域中不可或缺的一部分。
在光学实验中，仿真技术能够模拟出真实的光学现象，帮助研究者深入理解光学原理，优化实验设计，提高实验效率。
本文旨在探讨基于Matlab的光学实验仿真方法，分析Matlab在光学实验仿真中的优势和应用，并通过具体案例展示其在光学实验仿真中的实际应用效果。
通过本文的阐述，读者将能够了解Matlab在光学实验仿真中的重要作用，掌握基于Matlab的光学实验仿真方法，从而更好地应用仿真技术服务于光学研究和实验。
二、Matlab基础知识Matlab，全称为Matrix Laboratory，是一款由美国MathWorks公司出品的商业数学软件，主要用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算等领域。
Matlab以其强大的矩阵计算能力和丰富的函数库，在光学实验仿真领域具有广泛的应用。
Matlab中的变量无需预先声明，可以直接使用。
变量的命名规则相对简单，以字母开头，后面可以跟字母、数字或下划线。
Matlab支持多种数据类型，包括数值型（整数和浮点数）、字符型、逻辑型、结构体、单元数组和元胞数组等。
Matlab的核心是矩阵运算，它支持多维数组和矩阵的创建和操作。
用户可以使用方括号 [] 来创建数组或矩阵，通过索引访问和修改数组元素。
Matlab还提供了大量用于矩阵运算的函数，如矩阵乘法、矩阵转置、矩阵求逆等。
Matlab具有强大的数据可视化功能，可以绘制各种二维和三维图形。
在光学实验仿真中，常用的图形包括曲线图、散点图、柱状图、表面图和体积图等。
用户可以使用plot、scatter、bar、surf和volume 等函数来创建这些图形。
Matlab支持多种控制流结构，如条件语句（if-else）、循环语句（for、while）和开关语句（switch）。
这些控制流结构可以帮助用户编写复杂的算法和程序。
《2024年基于Matlab的光学实验仿真》范文
《基于Matlab的光学实验仿真》篇一一、引言光学实验是物理学、光学工程和光学科学等领域中重要的研究手段。
然而，实际的光学实验通常涉及到复杂的光路设计和精密的仪器设备，实验成本高、周期长。
因此，通过基于Matlab的光学实验仿真来模拟光学实验，不仅能够为研究提供更方便的实验条件，而且还可以帮助科研人员更深入地理解和掌握光学原理。
本文将介绍基于Matlab的光学实验仿真的实现方法和应用实例。
二、Matlab在光学实验仿真中的应用Matlab作为一种强大的数学计算软件，在光学实验仿真中具有广泛的应用。
其强大的矩阵运算能力、图像处理能力和数值模拟能力为光学仿真提供了坚实的数学基础。
1. 矩阵运算与光线传播Matlab的矩阵运算功能可用于模拟光线传播过程。
例如，光线在空间中的传播可以通过矩阵的变换实现，包括偏振、折射、反射等过程。
通过构建相应的矩阵模型，可以实现对光线传播过程的精确模拟。
2. 图像处理与光场分布Matlab的图像处理功能可用于模拟光场分布和光束传播。
例如，通过傅里叶变换和波前重建等方法，可以模拟出光束在空间中的传播过程和光场分布情况，从而为光学设计提供参考。
3. 数值模拟与实验设计Matlab的数值模拟功能可用于设计光学实验方案和优化实验参数。
通过构建光学系统的数学模型，可以模拟出实验过程中的各种现象和结果，从而为实验设计提供依据。
此外，Matlab还可以用于分析实验数据和优化实验参数，提高实验的准确性和效率。
三、基于Matlab的光学实验仿真实现方法基于Matlab的光学实验仿真实现方法主要包括以下几个步骤：1. 建立光学系统的数学模型根据实际的光学系统，建立相应的数学模型。
这包括光路设计、光学元件的参数、光束的传播等。
2. 编写仿真程序根据建立的数学模型，编写Matlab仿真程序。
这包括矩阵运算、图像处理和数值模拟等步骤。
在编写程序时，需要注意程序的精度和效率，确保仿真的准确性。
3. 运行仿真程序并分析结果运行仿真程序后，可以得到光束传播的模拟结果和光场分布等信息。
基于MATLAB的光学像差仿真平台设计
基于MATLAB的光学像差仿真平台设计摘要：在光学设计领域，人们通过对研究对象建立模型的方法得到运算结果，从而实现对整个实验系统的运行，而这一方法是通过编写的计算机程序来实现的。
由于计算机仿真具有较直观，受外界影响因素少、运算能力较高的特点，因此计算机仿真具有良好的可控制性、不具破坏性、易观察性和经济性等特点。
光学系统仿真通过使用Matlab软件对光学像差规律再现，为理论分析、实验研究和光学设计提供了光学实验方面的参考。
关键词：光学像差；实际光学系统；光学设计；Matlab;仿真平台引言：光学实验是普通物理实验的重要内容，做好光学实验仿真不仅是在光学实验方面取得进展，也是在为物理实验迈向新的研究方向。
由于在研究室内做光学实验需要实验人员精心操作，相对精密的仪器调不准，所以我们利用计算机进行模拟，很大程度上减少了人力物力，夯实了做好光学实验的基础。
在光学仪器设计和优化过程中，校正光学像差是设计人员的主要目的，但前提是对像差的理解和掌握程度，直接决定着光学系统的设计结果。
像差是指实际光学系统中由于材料的特性的表面几何形状引起的实际像与理想光学系统所成的偏差。
本项目利用Matlab仿真软件对光学像差进行仿真，以形象直观地认识实际光学系统与理想光学系统的差异。
本文提出了利用Matlab软件中的Gui功能设计了光学像差仿真平台，设计一个可以改变光路参数的GUI界面，观察在不同参数条件下的光线追迹图。
最终分析理想光学系统与实际光学系统成像的差异，出结论。
1.理论与方法1.1球差近轴光学系统只适用于近轴的小物体以细光束成像。
需要一定的相对孔径和视场，用于任何实际的光学系统。
因此，在远超过近轴区域所限制范围的实际光路计算，与近轴光学系统计算的结果不同。
这种实际像和理想像之间的差异就称为像差。
单色光成像产生的像差有五种，彗差（正弦差）、像散、球差、场曲和畸变，统称为单色像差。
通过复色光成像产生的位置色差和倍率色差两种像差，统称为色差。
工程光学matlab仿真
工程光学仿真实验报告1、杨氏双缝干涉实验1杨氏干涉模型杨氏双缝干涉实验装置如图1所示: S 发出的光波射到光屏上的两个小孔S1 和S2 , S1 和S2 相距很近,且到S 等距;从S1 和S2 分别发散出的光波是由同一光波分出来的,所以是相干光波,它们在距离光屏为 D 的屏幕上叠加,形成一定的干涉图 样; 图 杨氏双缝干涉假设S 是单色点光源,考察屏幕上某一点P ,从S1 和S2 发出的光波在该点叠加产生的光强度为:I = I1 + I2 + 2 I1 I2 cos δ 1-1式中, I1 和I2 分别是两光波在屏幕上的光强度, 若实验装置中S1 和S2 两个缝大小相等, 则有I1 = I2 =I0 1-2δ= 2πr2 - r1/λ1-3 1-3 2221)2/(D y d x r +++= 1-4 2222)2/(D y d x r ++-= 1-5可得 xd r r 22122=- 1-6因此光程差：12r r -=∆ 1-7则可以得到条纹的强度变化规律- 强度分布公式：]/)([cos 1220λπd r r I I -= 1-8 （2）仿真程序clear;Lambda=650; %设定波长,以Lambda 表示波长Lambda=Lambda1e-9;d=input '输入两个缝的间距 '; %设定两缝之间的距离,以d 表示两缝之间距离d=d;Z=; %设定从缝到屏幕之间的距离,用Z 表示yMax=5LambdaZ/d;xs=yMax; %设定y 方向和x 方向的范围Ny=101;ys=linspace-yMax,yMax,Ny;%产生一个一维数组ys,Ny 是此次采样总点数%采样的范围从- ymax 到ymax,采样的数组命名为ys%此数组装的是屏幕上的采样点的纵坐标for i=1:Ny %对屏幕上的全部点进行循环计算,则要进行Ny 次计算L1=sqrtysi-d/2.^2+Z^2;L2=sqrtysi+d/2.^2+Z^2; %屏上没一点到双缝的距离L1和L2Phi=2piL2-L1/Lambda; %计算相位差Bi,:=4cosPhi/2.^2; %建立一个二维数组,用来装该点的光强的值end %结束循环NCLevels=255; %确定使用的灰度等级为255级Br=B/NCLevels; %定标:使最大光强4. 0对应于最大灰度级白色subplot1,4,1,imagexs,ys,Br; %用subplot 创建和控制多坐标轴colormapgrayNCLevels; %用灰度级颜色图设置色图和明暗subplot1,4,2,plotB:,ys; %把当前窗口对象分成2块矩形区域 %在第2块区域创建新的坐标轴%把这个坐标轴设定为当前坐标轴%然后绘制以 b : , ys 为坐标相连的线title '杨氏双缝干涉';3仿真图样及分析a 双缝间距2mmb 双缝间距4mmc 双缝间距6mmd 双缝间距8mm图改变双缝间距的条纹变化由上面四幅图可以看出,随着双缝之间的距离增大,条纹边缘坐标减小,也就是条纹间距减小,和理论公式d D e /λ=推导一致;如果增大双缝的缝宽,会使光强I 增加,能够看到条纹变亮;二、杨氏双孔干涉实验1、杨氏双孔干涉杨氏双孔干涉实验是两个点光源干涉实验的典型代表;如图2所示;当光穿过这两个离得很近小孔后在空间叠加后发生干涉,并在像屏上呈现出清晰的明暗相间的条纹;由于双孔发出的波是两组同频率同相位的球面波, 故在双孔屏的光射空间会发生干涉; 于是, 在图2中两屏之间的空间里,如果一点P 处于两相干的球面波同时到达波峰或波谷的位置, 叠加后振幅达到最高, 图 杨氏双孔干涉表现为干涉波的亮点; 反之, 当P 处处于一个球面波的波峰以及另一个球面波的波谷时候,叠加后振幅为零,变现是暗纹;1r 为S1到屏上一点的距离, 2221)2/(D y d x r +++= 2-1,2r 为S2到屏上这点的距离,2222)2/(D y d x r ++-= 2-2,如图2,d 为两孔之间的距离,D 为孔到屏的距离;由孔S1和孔S2发出的光的波函数可表示为 )ex p(1111ikr r A E = 2-3 )ex p(2212ikr r A E =2-4 则两束光叠加后 21E E E += 2-5干涉后光强 **E E I = 2-62、仿真程序clear;Lambda=63210^-9; %设定波长,以Lambda 表示波长d=; %设定双孔之间的距离D=1; %设定从孔到屏幕之间的距离,用D 表示A1=; %设定双孔光的振幅都是1A2=;yMax=1; %设定y 方向的范围xMax=yMax/500; %设定x 方向的范围N=300; %采样点数为Nys=linspace-yMax,yMax,N;%Y 方向上采样的范围从-ymax 到ymaxxs=linspace-xMax,xMax,N;%X 方向上采样的范围从-xmax 到xmaxfor i=1:Nfor j=1:N %对屏幕上的全部点进行循环计算,则要进行NN 次计算 r1i,j=sqrtxsi-d/2^2+ysj^2+D^2;r2i,j=sqrtxsi+d/2^2+ysj^2+D^2; %屏上一点到双孔的距离r1和r2E1i,j=A1/r1i,jexp2pi1jr1i,j/Lambda;%S1发出的光的波函数E2i,j=A2/r2i,jexp2pi1jr2i,j/Lambda;%S2发出的光的波函数Ei,j=E1i,j+E2i,j; %干涉后的波函数Bi,j=conjEi,jEi,j; %叠加后的光强endend %结束循环NCLevels=255; %确定使用的灰度等级为255级Br=B/NCLevels; %定标:使最大光强4. 0对应于最大灰度级白色imagexs,ys,Br; %仿真出图像colormap 'hot';title '杨氏双孔';（3）干涉图样及分析1改变孔间距对干涉图样的影响d=1mm d=3mm图 改变孔间距对干涉的影响如图,分别是孔间距为1mm 和3mm 的干涉图样,可以看出,随着d 的增加,视野中干涉条纹增加,条纹变细,条纹间距变小;2）改变孔直径的影响图 孔直径对干涉的影响如图,这里改变孔直径指的是改变光强,不考虑光的衍射;孔直径变大,光强变大,可以看出,干涉条纹变亮;3、平面波干涉(1)干涉模型根据图可以看出,这是两个平行光在屏上相遇发生干涉,两束平行光夹角为θ;它们在屏上干涉叠加,这是平面波的干涉;两束平行波波函数为：)ex p(111ikr A E = 3-1)ex p(222ikr A E = 3-2两束光到屏上一点的光程差为θsin y =∆ 3-3 图 平行光干涉垂直方向建立纵坐标系,y 是屏上点的坐标;那么屏上点的光强为)cos(2212221∆++=k A A A A I 3-4式中A1和A2分别是两束光的振幅;（2）仿真程序clear;Lambda=; %设定波长Lambda=Lambda1e-9;t=input '两束光的夹角'; %设定两束光的夹角A1=input '光一的振幅'; %设定1光的振幅A2=input '光二的振幅'; %设定2光的振幅yMax=10Lambda;xs=yMax; %X 方向和Y 方向的范围N=101; %设定采样点数为Nys=linspace-yMax,yMax,N; %Y 方向上采样的范围从- ymax 到ymaxfor i=1:N %循环计算N 次phi=ysisint/2; %计算光程差Bi,:=A1^2+A2^2+2sqrtA1^2A2^2cos2piphi/Lambda;%计算光强end %结束循环 NCLevels=255; %确定使用的灰度等级为255级Br=BNCLevels/6; %定标:使最大光强4. 0对应于最大灰度级白色subplot1,4,1,imagexs,ys,Br; %用subplot 创建和控制多坐标轴colormapgrayNCLevels; %用灰度级颜色图设置色图和明暗subplot1,4,2,plotB:,ys; %把这个坐标轴设定为当前坐标轴%然后绘制以 b : , ys 为坐标相连的折线（3）干涉图样及分析1)改变振幅比对干涉图样的影响a 振幅比1：1b 振幅比1:2图不同振幅比的干涉图样由图看出,振幅比从1:1变成1:2后,干涉条纹变得不清晰了;干涉叠加后的波峰波谷位置没有变化,条纹间距没有变化,但是叠加后的波振幅变小了,即不清晰;2）改变平行光夹角对干涉图样的影响a 两束光夹角60度b 两束光夹角90度图平面波不同夹角的干涉图样图是两束平行光夹角为60度和90度的干涉条纹,由于夹角不同,光程差不同,改变叠加后光波波峰波谷位置,因此干涉明条纹和暗条纹的位置和间距不同;4、两点光源的干涉（1）干涉模型如图,S1和S2是两个点光源,距离是d;两个点光源发出的光波在空间中相遇发生干涉;在接收屏上,发生干涉的两束波叠加产生干涉条纹;S2与屏距离是z,S1与屏的距离是d+z;两个点光源的干涉是典型的球面波干涉,屏上一点到S1 图 点光源干涉 和S2的距离可以表示为 2221)(z d y x r +++= 4-1 2222z y x r ++= 4-2则 )ex p(1111ikr r A E = 4-3 )ex p(2222ikr r A E = 4-4 其中A1和A2分别是S1、S2光的振幅;干涉后的光为21E E E += 4-5因此干涉后光波光强为**E E I = 4-6（2）仿真程序clear;Lambda=650; %设定波长Lambda=Lambda1e-9;A1=2; %设定S1光的振幅A2=2; %设定S2光的振幅d=input '输入两点光源距离'; %设定两个光源的距离z=5; %设定S2与屏的距离xmax= %设定x 方向的范围ymax=; %设定y 方向的范围N=200; %采样点数为Nx=linspace-xmax,xmax,N;%X 方向上采样的范围从-xmax 到xmax,采样数组命名为x y=linspace-ymax,ymax,N;%Y 方向上采样的范围从-ymax 到ymax,采样数组命名为y for i=1:Nfor k=1:N %对屏幕上的全部点进行循环计算,则要进行NN 次计算 l1i,k=sqrtd+z^2+ykyk+xixi; %计算采样点到S1的距离l2i,k=sqrtz^2+ykyk+xixi; %计算采样点到S2的距离E1i,k=A1/l1i,kexp2pi1j.l1i,k/Lambda;%S1复振幅E2i,k=A2/l2i,kexp2pi1j.l2i,k/Lambda;%S2复振幅Ei,k=E1i,k+E2i,k; %干涉叠加后复振幅Bi,k=conjEi,k.Ei,k;%干涉后光强endendNclevels=255; %确定使用的灰度等级为255级Br=BNclevels; %定标imagex,y,Br; %做出干涉图像colormap 'hot';title '双点光源干涉';3干涉图样及分析改变点光源的间距对干涉图样的影响ad=1mbd=2mcd=3m图改变点光源间距的干涉图样 图是根据图仿真干涉出的图样,S1和S2之间距离分别为1m 、2m 、3m,由图样可以看出,随着d 的增加,光程差变大,视野内的干涉圆环逐渐增多,圆环之间的距离变小;5、 平面上两点光源干涉（1）干涉模型S1和S2是平面上的两个点光源,距离为d,两个光源发出的光相遇发生干涉,产生干涉条纹;以S1所在处为原点建立平面直角坐标系,平面上任意一点到S1、S2的距离是 221y x r += 5-1 图 平面两点光源干涉222)(y d x r +-= 5-2S1和S2发出的都是球面波,可表示为)ex p(1111ikr r A E = 5-3 )ex p(2222ikr r A E =5-4 式中A1和A2分别是S1、S2的振幅;干涉叠加后的波函数为21E E E += 5-5因此干涉后光波光强为**E E I = 5-62仿真程序clear;Lambda=650; %设定波长Lambda=Lambda1e-9;A1=; %设定S1光的振幅d1S 2SA2=; %设定S2光的振幅d= %设定两个光源的距离xmax=; %设定x 方向的范围ymax=; %设定y 方向的范围N=500; %采样点数为Nx=linspace-xmax,xmax,N;%X 方向上采样的范围从-xmax 到xmax,采样数组命名为x y=linspace-ymax,ymax,N;%Y 方向上采样的范围从-ymax 到ymax,采样数组命名为y for i=1:Nfor k=1:N %对屏幕上的全部点进行循环计算,则要进行NN 次计算 r1i,k=sqrtykyk+xixi; %计算采样点到S1的距离r2i,k=sqrtykyk+xi-dxi-d; %计算采样点到S2的距离E1i,k=A1/r1i,kexp2pij.r1i,k/Lambda;%S1复振幅E2i,k=A2/r2i,kexp2pij.r2i,k/Lambda;%S2复振幅Ei,k=E1i,k+E2i,k; %干涉叠加后复振幅Bi,k=conjEi,k.Ei,k; %干涉后光强endend %结束循环Nclevels=255; %确定使用的灰度等级为255级Br=BNclevels/4; %定标imagex,y,Br;colormap 'hot';title '并排双点光源干涉';（3）干涉图样及分析1）聚散性对干涉图样的影响a 会聚b 发散图聚散性对干涉的影响两个点光源并排放置,在靠近点光源的观察屏上看到的干涉条纹是一组放射状的条纹,并且强度从中心向四周减弱,光源的聚散性对干涉图样没有影响;2改变两光源间距对干涉的影响ad=4um bd=8um图两光源间距对干涉的影响从图可以看出,视野中条纹逐渐多了;随着间距变小,干涉条纹宽度变小,条纹间距变小;6、平行光与点光源干涉图 图 图1平面波和球面波干涉如图,三幅图都是点光源和平行光的干涉,平面光入射的角度不同;平行光与点光源相遇在空间中产生干涉,在屏上形成干涉条纹;点光源与屏的距离为z,屏上坐标为x,y 的一点与点光源的距离是2221z y x r ++= 6-1由点光源发出的光波表示为 )ex p(1111ikr r A E = 6-2 平行光可以表示为)sin /ex p(22θikz A E = 6-3式中θ表示平行光与屏的夹角;两束光发生干涉叠加后,干涉光复振幅21E E E += 6-4则光强**E E I = 6-52仿真程序clear;Lambda=650; %设定波长,以Lambda 表示波长Lambda=Lambda1e-9; %变换单位A1=1; %设定球面波的振幅是1A2=1; %设定平面波的振幅是1xmax=; %设定x 方向的范围ymax=; %设定y 方向的范围t=input '输入角度'; %设定平行光和屏的夹角z=1; %设定点光源和屏的距离N=500; %N 是此次采样点数x=linspace-xmax,xmax,N; %X 方向上采样的范围从-xmax 到ymaxy=linspace-ymax,ymax,N; %Y 方向上采样的范围从-ymax 到ymaxfor i=1:N %对屏幕上的全部点进行循环计算,则要进行NN 次计算 for k=1:Nl1i,k=sqrtykyk+xixi+z^2; %表示屏上一点到点光源的距离E1i,k=A1/l1i,kexp2pij.l1i,k/Lambda;%球面波的复振幅E2i,k=A2exp2pij.z1/sint/Lambda; %平面波的复振幅Ei,k=E1i,k+E2i,k; %屏上点的振幅Bi,k=conjEi,k.Ei,k; %屏上每个采样点的光强end %结束循环end %结束循环Nclevels=255; %确定使用的灰度等级为255级Br=BNclevels/4; %定标:使最大光强4. 0对应于最大灰度级 imagex,y,Br; %干涉图样colormap 'hot'; %设置色图和明暗（3）仿真图样及分析平行光入射角度对干涉图样的影响a90=θ b 45=θ c 135=θ图平行光入射角度对干涉的影响图分别是平行光与屏夹角为90度、45度、135度的情况,斜入射与垂直入射相比,干涉圆环更大;而角度互补的两种入射方式,区别在于中心是明还是暗;由图可以看出,斜入射135度的平行光与点光源干涉,干涉图样中心是暗斑;7、平行光照射楔板 （1）图的楔板 L=63010^-9;alfa=pi/20000;H=; %波长630nm,倾角e-4,厚5mm n=; %折射率N= a2=axes'Position',,,,; %定位在绘图中的位置x,y=meshgridlinspace0,,200; %将5mm5mm 区域打散成200200个点h=tanalfax+H; %玻璃厚度Delta=2hn+L/2； %光程差In=+cosDeltapi2/L/2; %光强分布按比例缩小到0-1imshowIn %生成灰度图图 图 λ=630nm ,θ=pi/20000λ=430nm ,θ=pi/20000 λ=630nm ,θ=pi/30000图 图可见增大波长或者减小楔角会使干涉条纹间距加大;（2）牛顿环L=63010^-9;R=3; %波长630nm 曲率半径3Ma2=axes'Position',,,,; %定位在绘图中的位置x,y=meshgridlinspace,,200; %将5mm5mm 区域打散成200200r2=x.^2+y.^2; %r2为各个点距中心的距离^2矩阵h=R-sqrtR^2-r2 %空气薄膜厚度Delta=2h+L/2 %光程差In=+cosDeltapi2/L/2; %光强分布按比例缩小到0-1 imshowIn %生成灰度图λ=630nm ,R=3M图图λ=430nm ,R=3M λ=630nm ,R=10M图图增大波长或者增大球的曲率半径会使牛顿环半径增大;3圆柱曲面干涉L=63010^-9;R=3; %波长630nm,曲率半径3Ma2=axes'Position',,,,; %定位在绘图中的位置x,y=meshgridlinspace,,200; %将5mm5mm区域打散成200200r2=x.^2+0y.^2; % r2为各个点距中心的距离^2矩阵h=R-sqrtR^2-r2 %空气薄膜厚度Delta=2h+L/2 %光程差In=+cosDeltapi2/L/2; %光强分布按比例缩小到0-1 imshowIn %生成灰度图λ=630nm ,R=3M图图λ=430nm ,R=3M λ=630nm ,R=10M图图可见增大波长或者增大圆柱底面的半径会使干涉条纹变宽;（4）任意曲面L=63010^-9;R=3; %波长630nm 曲率半径3Ma2=axes'Position',,,,; %定位在绘图中的位置x,y=meshgridlinspace,,200; %将5mm5mm区域打散成200200r2=x.^2+y.^2; %r2为各个点距中心的距离^2矩阵h=sinr23000 %空气薄膜厚度Delta=2h+L/2 %光程差In=+cosDeltapi2/L/2; %光强分布按比例缩小到0-1 imshowIn曲面函数：z=sin3000x^2+y^2图图8、等倾干涉（1）平行平板干涉图图 如图,扩展光源上一点S 发出的一束光经平行平板的上、下表面的反射和折射后,在透镜后焦平面P 点相遇产生干涉;两支光来源于同一光线,因此其孔径角是零;在P 点的强度是： )cos(22121∆++=k I I I I I8-1其中光程差2/cos 22λθ+=∆nh 8-2 光程差越大,对应的干涉级次越高,因此等倾条纹在中心处具有最高干涉级次; λλ02/2m nh =+ 8-30m 一般不一定是整数,即中心不一定是最亮点,它可以写成q m m +=10,式中1m 是最靠近中心的亮条纹的整数干涉级,第N 条亮条纹的干涉级表示为]1[1+-N m ;如图2,其角半径记为N 1θ则 q N hn n +-=11'1λθ 8-4 上式表明平板厚度h 越大,条纹角半径就越小;条纹角间距为12'12θλθh n n =∆ 8-5 表明靠近中心的条纹稀疏,离中心越远的条纹越密,呈里疏外密分布;（2）仿真程序xmax=;ymax=; %设定y 方向和x 方向的范围Lamd=452e-006; %设定波长,以Lambda 表示波长h=2; %设置平行平板的厚度是2mmn=input '输入折射率'; %设置平行平板的折射率,以n 表示f=50; %透镜焦距是50mmN=500; %N 是采样点数x=linspace-xmax,xmax,N;%X 方向采样的范围从-ymax 到ymax,采样数组命名为x y=linspace-ymax,ymax,N;%Y 方向采样的范围从-ymax 到ymax,采样数组命名为y for i=1:N %对屏幕上的全部点进行循环计算,则要进行NN 次计算 S S Sfor j=1:Nri,j=sqrtxixi+yjyj; %平面上一点到中心的距离ui,j=ri,j/f; %角半径ti,j=asinnsinatanui,j; %折射角phii,j=2nhcosti,j+Lamd/2; %计算光程差Bi,j=4cospiphii,j/Lamd.^2;%建立一个二维数组每一个点对应一个光强end%结束循环end%结束循环Nclevels=255; %确定使用的灰度等级为255级Br=B/Nclevels; %定标:使最大光强4. 0对应于最大灰度级白色imagex,y,Br; %做出函数Br的图像colormapgrayNclevels; %用灰度级颜色图设置色图和明暗（3）干涉图样及分析折射率变化对干涉图样的影响an= bn= cn=图折射率变化对干涉的影响观察上面三幅图,分别是折射率、、时候的干涉图样;由图可以看出,等倾干涉的条纹间距是不相等的,靠近中心处比较稀疏,外部比较密集;随着折射率的增大,视野内的条纹变少,条纹间距变大,条纹更稀疏;。
工程光学等厚干涉Matlab仿真-推荐下载
2
I
4
cos
1. 平面楔板
2
（1） 光程差分析
(
2
2nh 2
（2） 参数设置
波长 =500nm 楔角 =0.1rad 折射率n 1
（3） Matlab 仿真程序
)
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术通关，1系电过，力管根保线据护敷生高设产中技工资术艺料0不高试仅中卷可资配以料置解试技决卷术吊要是顶求指层，机配对组置电在不气进规设行范备继高进电中行保资空护料载高试与中卷带资问负料题荷试2下卷2，高总而中体且资配可料置保试时障卷，各调需类控要管试在路验最习；大题对限到设度位备内。进来在行确管调保路整机敷使组设其高过在中程正资1常料中工试，况卷要下安加与全强过，看度并22工且22作尽22下可22都能22可地护以缩1关正小于常故管工障路作高高；中中对资资于料料继试试电卷卷保破连护坏接进范管行围口整，处核或理对者高定对中值某资，些料审异试核常卷与高弯校中扁对资度图料固纸试定，卷盒编工位写况置复进.杂行保设自护备动层与处防装理腐置，跨高尤接中其地资要线料避弯试免曲卷错半调误径试高标方中高案资等，料，编试要5写、卷求重电保技要气护术设设装交备备置底4高调、动。中试电作管资高气，线料中课并敷3试资件且、设卷料中拒管技试试调绝路术验卷试动敷中方技作设包案术，技含以来术线及避槽系免、统不管启必架动要等方高多案中项；资方对料式整试，套卷为启突解动然决过停高程机中中。语高因文中此电资，气料电课试力件卷高中电中管气资壁设料薄备试、进卷接行保口调护不试装严工置等作调问并试题且技，进术合行，理过要利关求用运电管行力线高保敷中护设资装技料置术试做。卷到线技准缆术确敷指灵设导活原。。则对对：于于在调差分试动线过保盒程护处中装，高置当中高不资中同料资电试料压卷试回技卷路术调交问试叉题技时，术，作是应为指采调发用试电金人机属员一隔，变板需压进要器行在组隔事在开前发处掌生理握内；图部同纸故一资障线料时槽、，内设需，备要强制进电造行回厂外路家部须出电同具源时高高切中中断资资习料料题试试电卷卷源试切，验除线报从缆告而敷与采设相用完关高毕技中，术资要资料进料试行，卷检并主查且要和了保检解护测现装处场置理设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
《2024年基于Matlab的光学实验仿真》范文
《基于Matlab的光学实验仿真》篇一一、引言光学实验是研究光学现象和规律的重要手段，但在实际操作中往往受到诸多因素的限制，如实验设备的精度、实验环境的稳定性等。
因此，通过计算机仿真进行光学实验具有很大的实际意义。
本文将介绍一种基于Matlab的光学实验仿真方法，以期为光学研究提供一定的参考。
二、仿真原理及模型建立1. 仿真原理基于Matlab的光学实验仿真主要利用了光学的基本原理和数学模型。
通过建立光学系统的数学模型，模拟光在介质中的传播、反射、折射等过程，从而实现对光学实验的仿真。
2. 模型建立在建立光学实验仿真模型时，需要根据具体的实验内容和目的，选择合适的数学模型。
例如，对于透镜成像实验，可以建立光学系统的几何模型和物理模型，通过计算光线的传播路径和透镜的焦距等参数，模拟透镜成像的过程。
三、Matlab仿真实现1. 环境准备在Matlab中，需要安装相应的光学仿真工具箱，如Optic Toolbox等。
此外，还需要准备相关的仿真参数和初始数据。
2. 仿真代码实现根据建立的数学模型，编写Matlab仿真代码。
在代码中，需要定义光学系统的各个组成部分（如光源、透镜、光屏等），并设置相应的参数（如光源的发光强度、透镜的焦距等）。
然后，通过计算光线的传播路径和光强分布等参数，模拟光学实验的过程。
3. 结果分析仿真完成后，可以通过Matlab的图形处理功能，将仿真结果以图像或图表的形式展示出来。
通过对仿真结果的分析，可以得出实验结论和规律。
四、实验案例分析以透镜成像实验为例，介绍基于Matlab的光学实验仿真方法。
首先，建立透镜成像的数学模型，包括光线的传播路径和透镜的焦距等参数。
然后，编写Matlab仿真代码，模拟透镜成像的过程。
最后，通过分析仿真结果，得出透镜成像的规律和特点。
五、结论与展望基于Matlab的光学实验仿真方法具有操作简便、精度高等优点，可以有效地弥补实际实验中的不足。
通过仿真实验，可以更加深入地了解光学现象和规律，为光学研究提供一定的参考。
关于光学的matlab的仿真实习
西安邮电大学专业课程设计报告书系部名称：光电子技术系学生姓名：专业名称：光电信息工程班级：光电1001班实习时间：2013年6月3日至2013年6月14日内容1：光波偏振态的仿真【一】实验目的通过对两相互垂直偏振态的合成1．掌握圆偏振、椭圆偏振及线偏振的概念及基本特性；2．掌握偏振态的分析方法；3.了解它们的区别和形成过程；4对两相互垂直偏振态的合成进行计算，绘出电场的轨迹。
要求计算在ϕ=0、ϕ=π/4、ϕ=π/2、ϕ=3π/4、ϕ=π、ϕ=5π/4、ϕ=3π/2、ϕ=7π/4时，在E x=E y及E x=2E y 情况下的偏振态曲线并总结规律。
【二】实验原理平面光波是横电磁波，其光场矢量的振动方向与光波传播方向垂直。
一般情况下，在垂直平面光波传播方向的平面内，光场振动方向相对光传播方向是不对称的，广播性质随光场振动方向的不同而发生变化。
将这种光振动方向相对光传播方向不对称的性质，成为光波的偏振特性。
根据空间任一点光电场E的矢量末端在不同时刻的轨迹不同，可将其偏振状态分为线偏振、圆偏振和椭圆偏振。
设光波沿z方向传播，电场矢量为E=E0*cos(ω*t-κ*z+ψo)为表征该光波的偏振特性，可将其表示为沿x、y方向振动的两个独立分量的线性组合，即E=iE x+jE y其中E x=E0x*cos(ω*t-κ*z+ψx)E y=E0y*cos(ω*t-κ*z+ψy)将上二式中的变量t消去，经过运算可得(E x/ E0x)^2+( E y/E0y)^2-2(E x/ E0x)*(E y/E0y)cosψ=(sinψ)^2 （1式）式中，ψ=ψy-ψx 。
这个二元二次方程在一般情况下表示的几何图形是椭圆。
根据上式，相位差ψ和振幅比E y/E x的不同，决定了椭圆形状和空间取向不同，从而也就决定了光的不同振幅状态。
实际上，线偏振态和圆偏振态都可以被认为是椭圆偏振态的特殊情况。
当Ex、Ey二分量的相位差ψ=mπ（m=0，±1，±2，…）时，椭圆退化为一条直线，称为线偏振光。
matlab光学仿真课程设计
matlab光学仿真课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握MATLAB软件的基本操作和常用命令；2. 理解光学仿真原理，了解光学仿真中常用的数学模型；3. 学会运用MATLAB进行光学仿真实验，分析仿真结果。
技能目标：1. 能够运用MATLAB编写光学仿真程序，实现光学现象的模拟；2. 能够熟练运用MATLAB处理光学数据，绘制相关图表；3. 能够运用光学仿真技术解决实际问题，提高实践操作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对光学仿真的兴趣，激发学生探索光学领域的精神；2. 增强学生团队合作意识，培养学生沟通、交流和协作能力；3. 使学生认识到光学仿真在科研和工程领域的重要性，培养学生的创新意识和责任感。
课程性质：本课程为选修课程，旨在提高学生的实践操作能力和光学仿真技术水平。
学生特点：学生具备一定的物理学和数学基础，对光学现象有一定了解，但对MATLAB软件和光学仿真技术较为陌生。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，通过案例分析和实际操作，使学生掌握光学仿真的基本技能，并能够运用所学知识解决实际问题。
在教学过程中，关注学生的情感态度价值观培养，提高学生的综合素质。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. MATLAB软件基础操作与常用命令学习；- 熟悉MATLAB界面及基本功能；- 掌握数据类型、矩阵运算、函数编写等基本操作；- 了解常用的绘图命令和数据可视化方法。
2. 光学仿真原理与数学模型；- 学习光学仿真基本原理，如干涉、衍射、折射等；- 掌握光学仿真中常用的数学模型，如波动方程、衍射积分等；- 分析实际光学问题，选择合适的数学模型进行仿真。
3. MATLAB在光学仿真中的应用实例；- 通过案例学习，掌握MATLAB在光学仿真中的具体应用；- 学习如何利用MATLAB解决实际问题，如光学元件设计、光学信号处理等；- 分析仿真结果，优化光学系统性能。
matlab光学仿真设计
matlab光学仿真设计MATLAB光学仿真实验报告⽬录⼀、实验⽬的 (3)⼆、实验内容 (3)三、实验原理 (4)四.实验结果（各种⼲涉图样，） (5)1.平⾯波与球⾯波之间的相互⼲涉 (5)（1）平⾯波与平⾯波⽅向相对的⼲涉 (5)（2）球⾯波与球⾯波 (6)（3）球⾯波与平⾯波 (7)2.双缝⼲涉 (8)（1）经典杨⽒双缝⼲涉 (8)（2）接收屏在侧⾯，且⼆者连线与⼲涉⾯垂直 (9)3.多孔⼲涉 (9)（1）三孔⼲涉 (9)（2）四个孔⼲涉 (10)4.多个不同⽅向的平⾯波 (11)5.⽜顿环与电磁波传播 (12)（1）⽜顿环 (12)（2）模拟电磁波动画 (12)五，实验总结与感想 (13)⼀、实验⽬的通过对光学现象的仿真，加深对各种光学现象本质的理解，同时，学会利⽤MATLAB，这种有效⼯具研究物理光学。
⼆、实验内容这次由于时间关系，只研究了光的⼲涉现象，不过⼲涉内容很多，按照⽼师给的实验的提⽰内容，我每个都做了。
并且⾃⼰还加了⼀些内容。
按先后顺序⾮别如下：1.平⾯波与球⾯波之间的相互⼲涉（1）平⾯波与平⾯波⽅向相对的⼲涉，并且调整⾓度，⽅向相对⼲涉。
（2）球⾯波与球⾯波，这个研究的⽐较多，我分别研究了两个光源，三个，四个以及六个光源在与之共⾯的平⾯上的⼲涉，得到许多精美的图案。
（3）球⾯波与平⾯波2.经典的杨⽒双缝⼲涉由于杨⽒⼲涉⽐较重要，所以研究的时间相对较长，这个我为了更好的调整参数，采⽤了先输⼊数据的⽅法，之后才运⾏得到结果，我还增加了研究⾮单⾊光的研究。
另外，我还研究了与两个点光源连线相垂直的屏上的⼲涉，虽然这个不属于杨⽒⼲涉，但是原理其实差不多。
3.多孔⼲涉这部分其实原理差不多，只需要设置对参数。
这部分分别研究了三孔和四孔的⼲涉，并且⼲涉屏的位置也不⼀样，分为与孔⾯平⾏和与孔⾯平⾏，总共四中情况，从中⾃⼰也找到了规律。
4.多个不同⽅向的平⾯波这部分研究了三个不同⽅向的⽚⾯波与四个⽅向的平⾯波，从中得到⼀些图案，找到了规律。
《2024年基于Matlab的光学实验仿真》范文
《基于Matlab的光学实验仿真》篇一一、引言光学实验是物理学、光学工程和光学科学等领域中重要的研究手段。
然而，由于实验条件的限制和复杂性，有时难以进行精确的实验。
因此，基于计算机的光学实验仿真技术应运而生。
本文将介绍一种基于Matlab的光学实验仿真方法，通过对光路的建模、光线传播的模拟和光强分布的计算，实现光学实验的精确仿真。
二、仿真原理及建模基于Matlab的光学实验仿真主要包括以下步骤：1. 建立光路模型。
根据实际光学实验的需求，建立光路模型，包括光源、透镜、反射镜等光学元件的参数和位置关系。
2. 光线传播模拟。
根据光路模型，模拟光线在光学元件之间的传播过程，包括光线的折射、反射等物理过程。
3. 光强分布计算。
根据光线传播模拟的结果，计算光强分布，包括光强的空间分布和光谱分布等。
在Matlab中，可以使用矩阵运算和数值计算等方法实现上述步骤。
例如，可以使用矩阵表示光路模型中的光学元件和光线传播路径，通过矩阵运算实现光线的传播和光强分布的计算。
三、仿真实现以一个简单的光学实验为例，介绍基于Matlab的光学实验仿真的实现过程。
1. 定义光源和光学元件参数。
在Matlab中定义光源的发光强度、波长等参数，以及透镜、反射镜等光学元件的参数和位置关系。
2. 建立光路模型。
根据定义的光源和光学元件参数，建立光路模型，包括光线传播路径和光学元件之间的相互作用。
3. 模拟光线传播。
使用Matlab中的矩阵运算和数值计算方法，模拟光线在光学元件之间的传播过程，包括光线的折射、反射等物理过程。
4. 计算光强分布。
根据光线传播模拟的结果，计算光强分布，包括光强的空间分布和光谱分布等。
5. 绘制仿真结果。
将计算得到的光强分布结果绘制成图像或图表，以便于观察和分析。
四、仿真结果分析通过对仿真结果的分析，可以得出以下结论：1. 基于Matlab的光学实验仿真可以实现对光学实验的精确模拟，具有较高的精度和可靠性。
2. 通过仿真可以方便地观察和分析光路中光线传播的过程和光强分布的情况，有助于深入理解光学原理和光学元件的相互作用。
Matlab光学仿真设计
用Matlab光学仿真设计关于光学中等倾干涉的现象光电11401 刘兴伟17号光线以倾角i入射,上下两条反射光线经过透镜作用汇聚一起,形成干涉。
由于入射角相同的光经薄膜两表面反射形成的反射光在相遇点有相同的光程差,也就就是说,凡入射角相同的就形成同一条纹,故这些倾斜度不同的光束经薄膜反射所形成的干涉花样就是一些明暗相间的同心圆环.这种干涉称为等倾干涉。
基本理论:薄膜干涉中两相干光的光程差公式(表示为入射角的函数形式) 为式中n为薄膜的折射率;n0为空气的折射率;h为入射点的薄膜厚度;i0为薄膜的入射角;+λ/2为由于两束相干光在性质不同的两个界面(一个就是光疏-光密界面,另一就是光密-光疏界面)上反射而引起的附加光程差;λ为真空中波长。
薄膜干涉原理广泛应用于光学表面的检验、微小的角度或线度的精密测量、减反射膜与干涉滤光片的制备等。
当光程差为波长整数倍时,形成亮条纹,为半波长奇数倍时就是暗条纹。
等倾条纹就是内疏外密的同心圆环。
如图所示:设计程序如下:为了方便计算,这里假设光波为垂直入射到薄膜上,并且设光源波长为450nm。
薄膜的厚度魏0、35nm,透镜焦距为0、25m。
通过matlab编程计算获得等倾干涉二维与三维光强分别如图所示。
二维图像三维图像设计程序如下:F=0、25;Lambda=450*10e-9;d=3、5*10e-4;Theta=0、15;rMax=f*tan(theta/2);N=451;For i=1:Nx(i)=(i-1)*rMax/(N-1)-rMax;For j=1:Ny(i)=(i-1)*rMax/(N-1)-rMax;r(i,j)=sqrt(x(i)^2+y(j)^2;delta(i,j)=2*d/sqrt(1+r(i,j)^2/f^2);Phi(i,j)=2*pi*delta(i,j)/lambda;B(i,j)=4*cos(Phi(i,j)/2)^2;endendNCLevels=255;Br=(B/4、0)*NCLevels; figure(1);image(x,y,Br);Colormap(gray(NCLevels));axis sqare;Figure(2);mesh(x,y,Br);Calormap(gray(NCLevels));Axis square;。
基于Matlab的光学实验仿真
基于Matlab的光学实验仿真基于Matlab的光学实验仿真近年来，随着计算机技术的不断发展，光学实验仿真作为一种重要的工具被广泛应用于光学研究领域。
基于Matlab的光学实验仿真工具具有灵活、易用和高效等优势，成为了光学研究人员进行实验设计、验证理论、优化参数的重要手段。
光学实验仿真是通过计算机模拟光学系统的物理性质和行为，采用数值计算的方法预测光学系统的输出结果。
它可以通过改变光源、透镜、镜片等元件的参数来模拟不同光学系统，并观察其光强分布、波前形状等参数的变化。
基于Matlab的光学实验仿真工具可以帮助研究者快速搭建光学系统，并通过仿真获取系统的参数，为光学系统的优化和改进提供理论支持。
基于Matlab的光学实验仿真工具具有丰富的函数库和工具箱，可以实现各种光学实验仿真的需求。
首先，可以通过调用Matlab的图像处理函数，对光学系统的输入输出图像进行处理，如去噪、平滑、增强等。
其次，可以使用Matlab的光学工具箱，进行光线追迹、光传输矩阵计算、光学系统的矢量计算等。
同时，Matlab还拥有强大的数据处理和统计分析功能，能够对光学系统的输出数据进行处理和分析，提取有用的信息。
光学实验仿真工具基于Matlab的优势不仅在于它的功能和灵活性，还在于它的编程环境和用户界面的友好性。
Matlab 作为一种高级编程语言，具有简洁、易读的语法，使得编写光学实验仿真程序变得简单和高效。
同时，Matlab还提供了丰富的图形绘制函数，可以直观地显示光学系统的输入输出图像，方便用户对仿真结果的分析和展示。
在光学实验仿真中，一般的步骤包括建立模型、设定参数、进行仿真、分析结果等。
以光学系统的成像仿真为例，可以依次进行以下步骤：首先，根据光学系统的几何关系和物理参数，使用Matlab的图像处理函数生成输入图像；其次，通过构建物体、光源、透镜等元件的模型，并设定元件的参数，搭建光学系统的模型；然后，使用光线追迹方法模拟光线的传输和折射过程，计算出光线的路径和光强分布；最后，通过调用Matlab的图形绘制函数，绘制光学系统的成像结果，并对结果进行分析，如评估成像的质量、优化透镜的参数等。
基于MATLAB的光学系统仿真及优化
基于MATLAB的光学系统仿真及优化近年来，光学系统在许多领域中的应用越来越广泛，如无线通信、医疗影像等。
为了满足各种需求，光学系统在设计时需要进行仿真和优化。
而基于MATLAB的光学系统仿真及优化技术已经成为了一种较为常用的方法。
一、光学系统仿真光学系统仿真是指通过计算机程序对光学系统进行模拟，预测光学信号的传输、成像效应及其它性能。
目前，常用的仿真软件主要有光追模拟软件、有限元分析软件等。
其中，较为常见的是光追模拟软件，它可以精确地模拟光的传播过程，并能够预测光学系统在不同参数下的成像效果。
基于MATLAB的光学系统仿真技术主要采用ray tracing（光線追跡）算法。
这种算法利用光线的物理模型来模拟光的传输过程，在每个接口处计算反射、折射等光路变化，并确定光程差、相位等光学参数。
通过光学系统建模，通过MATLAB程序获取系统的光学参数，采用离散光线跟踪方法检测系统中光线的运动轨迹，得到完整光路的详细信息，并分析系统的光学性能。
二、光学系统优化光学系统的优化通常包括镜头设计、成像质量优化和照明设计等方面。
镜头设计是指通过对光学组件的优化来改进成像质量。
常见的优化方法包括减少像散、减少色差、增加透镜组数等。
成像质量优化是指通过对成像质量的参数进行分析和改进，来提高成像质量。
典型的优化目标包括分辨率、像散、畸变等。
照明设计是指通过特定的照明方案来达到目标照明效果。
其中，镜头设计是光学系统优化的重要方面。
基于MATLAB的光学系统优化可以通过编写程序实现对系统镜头的设计、分析和改进。
在系统设计之前，MATLAB可以对镜头进行优化设计，包括镜头形状、材料、曲率半径以及切向位置等。
此外，通过采用不同方法生成随机点云，进行仿真。
结果显示，通过该技术，可以快速生成不同形状的随机点阵，从而得到不同品质的成像效果。
镜头成像质量优化则是在实际运用过程中对光学系统进行微调，进一步提高成像效果。
三、应用实例基于MATLAB的光学系统仿真及优化技术已被广泛应用于诸多领域，其中最常见的是成像系统仿真。
Matlab在光学系统设计与仿真中的重要作用
Matlab在光学系统设计与仿真中的重要作用光学系统是一个广泛应用于各种行业的技术领域，如通信、医学、军事和工业领域等。
在光学系统的设计和仿真过程中，Matlab作为一种功能强大的数学计算软件，发挥着重要的作用。
本文将介绍Matlab在光学系统设计与仿真中的几个主要应用领域，并探讨它的优势和局限性。
一、光学系统建模与优化在光学系统的设计阶段，光学元件的布局和参数选择是至关重要的。
Matlab提供了丰富的数学计算函数和编程工具，使得光学元件的建模和优化变得更加方便和高效。
通过编写自定义函数和算法，设计者可以对光学系统的参数进行灵活的调整和优化，以满足不同的设计需求。
例如，通过使用光线追迹算法和光学传递矩阵理论，可以对光学元件的形状和位置进行模拟和分析，从而优化光路的传输效率和光学系统的成像质量。
二、光学信号处理与图像分析在光学系统中，信号处理和图像分析是非常重要的任务。
Matlab提供了一整套用于光学信号处理和图像分析的函数和工具箱，例如图像增强、滤波和边缘检测等。
这些功能使得光学系统的信号处理和图像分析变得更加简单和高效。
通过使用Matlab的图像处理工具箱，可以对光学系统中获取的图像进行去噪、增强和特征提取，从而得到更清晰、更有用的图像信息。
三、光学系统性能评估与优化在光学系统设计的过程中，评估和优化系统性能是必不可少的。
Matlab提供了一系列用于性能评估和优化的函数和工具。
例如，通过使用光学系统仿真工具箱，可以对光学系统进行全面的模拟和分析，评估系统的成像质量、光学损耗和色散等性能指标。
同时，Matlab还可用来对光学系统的参数进行优化，以提高系统的性能。
通过使用Matlab的全局和局部优化算法，设计者可以在设计空间中搜索最优的参数组合，从而实现更好的光学系统性能。
然而，尽管Matlab在光学系统设计与仿真中具有重要的作用，但也存在一些局限性。
首先，Matlab的计算效率较低，特别是对于大规模的光学系统模拟和优化。
光学实验数值仿真的三种方法及MATLAB实现
［ ６ ］ 张志涌 ， 杨祖 樱． ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ教程 ［ Ｍ］ ． 北京： 北京 航 空航天出版社 ， ２ ０ ０ ６ ． ［ ７ ］ 徐斌 ， 李光 明． Ｐ ｏ ｌ ｙ Ｆ ｌ ｏ ｗ在 聚合物 熔体压 力流 动教
（ ３ ） 通过 多种 方 法 对 同－ 一 物 理 现 象 的数 值 仿
７ ８－ ７９．
（ １ ） 数值模拟结果表明三种方法都能对光学 实 验现 象进 行 正 确 地仿 真 ， 因 此 在课 堂教 学 中适
当应用 这种 仿 真 模 拟 ， 将 光 学 实 验 中复 杂 的数 学 表 达式 以一种 直 观 形 象 的方 式 展示 出来 ， 对 教 学 效 果 的提 高将有 很 大 的帮 助 。 （ ２ ） 三 种模 拟 方 法 在 教 学 实 践 中各 有 所 长 ． 利 用 光强 分 布解 析表 达式 直接 绘制 光 强 的方 法 最 简单 直接 ， 但 其对 光学 现象 的本质 没有 讨论 ， 对 学
［ ２ ］ 彭 芳麟 ． 计算 物 理基 础 ［ Ｍ］ ． 北京： 高 等教 育 出版
社， 禾费衍 射的计算 机模
拟［ Ｊ ］ ． 许 昌师专学报 ， ２ ０ ０ １ ， ２ １ （ ５ ） ： ６ － ７ ．
生理解实验原理帮助不大 ； 蒙特卡洛方法利用光 子的量子特性 ， 采用随机方法模拟随机事件 ， 把握 了光子的物理本质 ， 但 相对其它两种方法程序运 行 比较耗时； 基于惠更斯原理的数值模拟则 以光 的波动 性作 为 出发点 ， 程 序 实现 简单 ， 运行 速度 也
很快 。
［ ４ ］ 徐钟 济． 蒙 特 卡罗 方法 ［ Ｍ］ ． 上海 ： 上 海 科技 出版
社， １ ９ ８ ５ ．
［ ５ ］ 钞 曦旭 ， 杨万 民， 唐纯青 ． ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ及其 在大学 物理 课程 中的应 用 ［ Ｍ］ ． 西 安： 陕 西 师 范 大 学 出 版
《2024年基于Matlab的光学实验仿真》范文
《基于Matlab的光学实验仿真》篇一一、引言光学实验是物理学、光学工程、光子学等多个学科领域的重要实验。
然而，真实的实验条件可能会对实验结果产生干扰，导致数据的准确性不够。
因此，采用基于计算机的光学实验仿真显得尤为重要。
在仿真过程中，MATLAB是一种功能强大的编程工具，可有效进行复杂的计算与仿真分析。
本文将介绍一种基于Matlab的光学实验仿真方法，为科研工作者提供一定的参考价值。
二、Matlab仿真实验的基本原理Matlab作为一种高级编程语言，拥有强大的数学计算、数据分析和图像处理功能。
在光学实验仿真中，Matlab通过建立光传播的数学模型，利用数值方法求解出光的传播规律和相互作用。
基本原理包括光源建模、光路设计、材料参数设置、算法模拟等步骤。
通过设定适当的参数，可以在Matlab中实现真实的光学实验场景和效果。
三、仿真模型的设计与实现在Matlab中进行光学实验仿真，需要设计一个合适的仿真模型。
模型包括光源、光路、探测器等组成部分。
在模型中，首先需要定义光源的参数，如光源的强度、波长等；然后根据光学原理设计光路，包括透镜、反射镜等光学元件的参数和位置；最后设置探测器，用于接收并分析光信号。
在实现过程中，需要使用Matlab的数值计算和图像处理功能。
例如，利用Matlab的矩阵运算功能进行光的传播路径和光场强度的计算；使用Matlab的图形界面编程技术进行界面的设计；以及使用图像处理算法进行图像的滤波和增强等。
四、实验仿真与真实实验对比将基于Matlab的光学实验仿真与真实实验进行对比，可以发现两者的结果具有一定的相似性。
这表明了仿真模型的有效性。
此外，由于仿真实验不受实验条件的限制，可以在不受时间和地点等因素影响的条件下进行大量的重复实验。
此外，通过调整仿真模型的参数，可以方便地研究不同条件下的光学现象和规律。
五、应用实例以激光干涉仪为例，介绍基于Matlab的光学实验仿真的应用实例。
工程光学等厚干涉Matlab仿真
第五题四个图均为等厚干涉。
因此相位差，光强的式子均相同，只要更改光程差，并设置相关的参数即可。
224cos ()2I πϕλϕ∆==1. 平面楔板（1） 光程差分析22nh λ∆=+（2） 参数设置=500=0.11nm rad n λθ=波长楔角折射率 （3） Matlab 仿真程序（4）仿真结果2.柱面楔板（1）光程差分析22222y x R y A y h h nhA λ+=⇒==-=∆=+（2） 参数设置=500=4.51nmR mm n λ=波长平行平板距柱面圆心透镜距离h=0.5mm 柱面透镜半径折射率（3） Matlab 仿真程序（4） 仿真结果3. 球面楔板（1） 光程差分析2222000()222r R R h r h R A R h hnhA λ=-+⇒==--∆=-（2） 参数设置=500=4.51nmR mm n λ=波长平行平板距球面球心透镜距离h=0.5mm 球面透镜半径折射率（3） Matlab 仿真程序（4） 仿真结果4. 不规则柱面楔板 （1） 光程差分析以柱面楔板干涉为基础，将以常数R 为半径的柱面更改为2(100)0.1R x x =+的二次曲线，即可满足题目要求。
（2） 参数设置=5001nmn λ=波长平行平板距柱面圆心透镜距离h=0.5mm 折射率 （3） Matlab 仿真程序（4） 仿真结果。
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工程光学仿真实验报告1、氏双缝干涉实验（1）氏干涉模型氏双缝干涉实验装置如图1所示: S 发出的光波射到光屏上的两个小孔S1 和S2 , S1 和S2 相距很近,且到S 等距;从S1 和S2 分别发散出的光波是由同一光波分出来的,所以是相干光波,它们在距离光屏为D 的屏幕上叠加,形成一定的干涉图样。
图1.1 氏双缝干涉假设S 是单色点光源,考察屏幕上某一点P ,从S1 和S2 发出的光波在该点叠加产生的光强度为:I = I1 + I2 + 2 I1 I2 cos δ （1-1）式中, I1 和I2 分别是两光波在屏幕上的光强度, 若实验装置中S1 和S2 两个缝大小相等, 则有I1 = I2 =I0 （1-2）δ= 2π（r2 - r1）/λ（1-3） （1-3） 2221)2/(D y d x r +++= （1-4） 2222)2/(D y d x r ++-= （1-5）可得 xd r r 22122=- （1-6）因此光程差：12r r -=∆ （1-7）则可以得到条纹的强度变化规律- 强度分布公式：]/)([cos 1220λπd r r I I -= （1-8） （2）仿真程序clear;Lambda=650; %设定波长,以Lambda 表示波长Lambda=Lambda*1e-9;d=input('输入两个缝的间距 )'); %设定两缝之间的距离,以d 表示两缝之间距离d=d*0.001;Z=0.5; %设定从缝到屏幕之间的距离,用Z 表示yMax=5*Lambda*Z/d;xs=yMax; %设定y方向和x方向的围Ny=101;ys=linspace(-yMax,yMax,Ny);%产生一个一维数组ys,Ny是此次采样总点数%采样的围从- ymax到ymax,采样的数组命名为ys%此数组装的是屏幕上的采样点的纵坐标for i=1:Ny %对屏幕上的全部点进行循环计算,则要进行Ny次计算L1=sqrt((ys(i)-d/2).^2+Z^2);L2=sqrt((ys(i)+d/2).^2+Z^2); %屏上没一点到双缝的距离L1和L2Phi=2*pi*(L2-L1)/Lambda; %计算相位差B(i,:)=4*cos(Phi/2).^2; %建立一个二维数组,用来装该点的光强的值end%结束循环NCLevels=255; %确定使用的灰度等级为255级Br=(B/4.0)*NCLevels; %定标:使最大光强(4. 0)对应于最大灰度级(白色) subplot(1,4,1),image(xs,ys,Br); %用subplot创建和控制多坐标轴colormap(gray(NCLevels)); %用灰度级颜色图设置色图和明暗subplot(1,4,2),plot(B(:),ys); %把当前窗口对象分成2块矩形区域%在第2块区域创建新的坐标轴%把这个坐标轴设定为当前坐标轴%然后绘制以( b (: ) , ys)为坐标相连的线title('氏双缝干涉');（3）仿真图样及分析a)双缝间距2mm b)双缝间距4mmc)双缝间距6mm d)双缝间距8mm图1.2改变双缝间距的条纹变化由上面四幅图可以看出，随着双缝之间的距离增大，条纹边缘坐标减小，也就是条纹间距减小，和理论公式d D e /λ=推导一致。
如果增大双缝的缝宽，会使光强I 增加，能够看到条纹变亮。
二、氏双孔干涉实验1、氏双孔干涉氏双孔干涉实验是两个点光源干涉实验的典型代表。
如图2所示。
当光穿过这两个离得很近小孔后在空间叠加后发生干涉,并在像屏上呈现出清晰的明暗相间的条纹。
由于双孔发出的波是两组同频率同相位的球面波, 故在双孔屏的光射空间会发生干涉。
于是, 在图2中两屏之间的空间里,如果一点P 处于两相干的球面波同时到达波峰(或波谷)的位置, 叠加后振幅达到最高, 图2.1 氏双孔干涉表现为干涉波的亮点; 反之, 当P 处处于一个球面波的波峰以及另一个球面波的波谷时候，叠加后振幅为零，变现是暗纹。
1r 为S1到屏上一点的距离， 2221)2/(D y d x r +++= （2-1），2r 为S2到屏上这点的距离，2222)2/(D y d x r ++-= （2-2），如图2，d 为两孔之间的距离，D 为孔到屏的距离。
由孔S1和孔S2发出的光的波函数可表示为 )ex p(1111ikr r A E = （2-3） )ex p(2212ikr r A E =（2-4） 则两束光叠加后 21E E E += （2-5）干涉后光强 **E E I = （2-6）2、仿真程序clear;Lambda=632*10^(-9); %设定波长,以Lambda 表示波长d=0.001; %设定双孔之间的距离D=1; %设定从孔到屏幕之间的距离,用D 表示A1=0.5; %设定双孔光的振幅都是1A2=0.5;yMax=1; %设定y 方向的围xMax=yMax/500; %设定x 方向的围N=300; %采样点数为Nys=linspace(-yMax,yMax,N);%Y 方向上采样的围从-ymax 到ymaxxs=linspace(-xMax,xMax,N);%X 方向上采样的围从-xmax 到xmaxfor i=1:Nfor j=1:N %对屏幕上的全部点进行循环计算,则要进行N*N 次计算 r1(i,j)=sqrt((xs(i)-d/2)^2+ys(j)^2+D^2);r2(i,j)=sqrt((xs(i)+d/2)^2+ys(j)^2+D^2); %屏上一点到双孔的距离r1和r2 E1(i,j)=(A1/r1(i,j))*exp(2*pi*1j*r1(i,j)/Lambda);%S1发出的光的波函数 E2(i,j)=(A2/r2(i,j))*exp(2*pi*1j*r2(i,j)/Lambda);%S2发出的光的波函数 E(i,j)=E1(i,j)+E2(i,j); %干涉后的波函数B(i,j)=conj(E(i,j)）*E(i,j); %叠加后的光强endend %结束循环NCLevels=255; %确定使用的灰度等级为255级Br=(B/4.0)*NCLevels; %定标:使最大光强(4. 0)对应于最大灰度级(白色) image(xs,ys,Br); %仿真出图像colormap('hot');title('氏双孔');（3）干涉图样及分析1）改变孔间距对干涉图样的影响d=1mm d=3mm图2.2 改变孔间距对干涉的影响如图2.2，分别是孔间距为1mm和3mm的干涉图样，可以看出，随着d的增加，视野中干涉条纹增加，条纹变细，条纹间距变小。
2）改变孔直径的影响图2.3 孔直径对干涉的影响如图2.3，这里改变孔直径指的是改变光强，不考虑光的衍射。
孔直径变大，光强变大，可以看出，干涉条纹变亮。
3、平面波干涉(1)干涉模型根据图3.1可以看出，这是两个平行光在屏上相遇发生干涉，两束平行光夹角为θ。
它们在屏上干涉叠加，这是平面波的干涉。
两束平行波波函数为：)ex p(111ikr A E = （3-1）)ex p(222ikr A E = （3-2）两束光到屏上一点的光程差为θsin y =∆ （3-3） 图3.1 平行光干涉 垂直方向建立纵坐标系，y 是屏上点的坐标。
那么屏上点的光强为)cos(2212221∆++=k A A A A I （3-4）式中A1和A2分别是两束光的振幅。
（2）仿真程序clear;Lambda=632.8; %设定波长Lambda=Lambda*1e-9;t=input('两束光的夹角'); %设定两束光的夹角A1=input('光一的振幅'); %设定1光的振幅A2=input('光二的振幅'); %设定2光的振幅yMax=10*Lambda;xs=yMax; %X 方向和Y 方向的围N=101; %设定采样点数为Nys=linspace(-yMax,yMax,N); %Y 方向上采样的围从- ymax 到ymaxfor i=1:N %循环计算N 次phi=ys(i)*sin(t/2); %计算光程差B(i,:)=A1^2+A2^2+2*sqrt(A1^2*A2^2)*cos(2*pi*phi/Lambda);%计算光强end %结束循环NCLevels=255; %确定使用的灰度等级为255级Br=B*NCLevels/6; %定标:使最大光强(4. 0)对应于最大灰度级(白色) subplot(1,4,1),image(xs,ys,Br); %用subplot 创建和控制多坐标轴colormap(gray(NCLevels)); %用灰度级颜色图设置色图和明暗subplot(1,4,2),plot(B(:),ys); %把这个坐标轴设定为当前坐标轴%然后绘制以( b (: ) , ys)为坐标相连的折线（3）干涉图样及分析1)改变振幅比对干涉图样的影响a)振幅比1：1 b)振幅比1:2图3.2不同振幅比的干涉图样由图3.2看出，振幅比从1:1变成1:2后，干涉条纹变得不清晰了。
干涉叠加后的波峰波谷位置没有变化，条纹间距没有变化，但是叠加后的波振幅变小了，即不清晰。
2）改变平行光夹角对干涉图样的影响a)两束光夹角60度 b）两束光夹角90度图3.3平面波不同夹角的干涉图样图3.3是两束平行光夹角为60度和90度的干涉条纹，由于夹角不同，光程差不同，改变叠加后光波波峰波谷位置，因此干涉明条纹和暗条纹的位置和间距不同。
4、两点光源的干涉（1）干涉模型如图4.1，S1和S2是两个点光源，距离是d 。
两个点光源发出的光波在空间中相遇发生干涉。
在接收屏上，发生干涉的两束波叠加产生干涉条纹。
S2与屏距离是z ，S1与屏的距离是（d+z ）。
两个点光源的干涉是典型的球面波干涉，屏上一点到S1 图4.1 点光源干涉 和S2的距离可以表示为 2221)(z d y x r +++= （4-1） 2222z y x r ++= （4-2）则 )ex p(1111ikr r A E = （4-3） )ex p(2222ikr r A E = （4-4） 其中A1和A2分别是S1、S2光的振幅。
干涉后的光为21E E E += （4-5）因此干涉后光波光强为**E E I = （4-6）（2）仿真程序clear;Lambda=650; %设定波长Lambda=Lambda*1e-9;A1=2; %设定S1光的振幅A2=2; %设定S2光的振幅d=input('输入两点光源距离'); %设定两个光源的距离z=5; %设定S2与屏的距离xmax=0.01 %设定x 方向的围ymax=0.01; %设定y 方向的围N=200; %采样点数为Nx=linspace(-xmax,xmax,N);%X 方向上采样的围从-xmax 到xmax,采样数组命名为x y=linspace(-ymax,ymax,N);%Y 方向上采样的围从-ymax 到ymax,采样数组命名为y for i=1:Nfor k=1:N %对屏幕上的全部点进行循环计算,则要进行N*N 次计算l1(i,k)=sqrt((d+z)^2+y(k)*y(k)+x(i)*x(i)); %计算采样点到S1的距离l2(i,k)=sqrt(z^2+y(k)*y(k)+x(i)*x(i)); %计算采样点到S2的距离E1(i,k)=(A1/l1(i,k))*exp((2*pi*1j.*l1(i,k))/Lambda);%S1复振幅E2(i,k)=(A2/l2(i,k))*exp((2*pi*1j.*l2(i,k))/Lambda);%S2复振幅E(i,k)=E1(i,k)+E2(i,k); %干涉叠加后复振幅B(i,k)=conj(E(i,k)).*E(i,k);%干涉后光强endendNclevels=255; %确定使用的灰度等级为255级Br=B*Nclevels; %定标image(x,y,Br); %做出干涉图像colormap('hot');title('双点光源干涉');(3)干涉图样及分析改变点光源的间距对干涉图样的影响a)d=1m b)d=2m c)d=3m图4.2改变点光源间距的干涉图样图4.2是根据图4.1仿真干涉出的图样，S1和S2之间距离分别为1m、2m、3m，由图样可以看出，随着d的增加，光程差变大，视野的干涉圆环逐渐增多，圆环之间的距离变小。