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衍射计算方法研究

王敏

   正确计算光的衍射,是光信息处理研究中一个最重要的内容。然而,衍射问题的计算一直是十分困难的工作。近年来,随着数字信息处理技术的飞速发展,许多涉及衍射问题的庞杂计算在计算机面前迎刃而解。对衍射积分的计算,可以采用空域数值计算及频域的多种快速算法。 本文总结了三种衍射代数运算方法和两种快速傅里叶变换计算方法,主要对衍射积分在空域的计算方法进行讨论。对比了菲涅耳函数的三种多项式近似表达式,并给出比较曲线图,具体分析了比较结果。结果表明:这三种近似方法绘出的曲线大致相同,且三者最大相对误差不到6%。由于衍射代数运算方法把积分式转化为代数式,因此,这些代数近似方法大大提高了计算效率。 为了验证柯林斯公式的一种近似计算方法,对光波通过方形孔径光阑及一薄透镜时的衍射图像进行理论计算,并与实验结果进行比较。研究结果表明,理论计算与实验结果一致。基于上述研究,我们提出了一种透镜焦距的测量方法,并利用该方法对透镜的焦距进行了测量,将测量结果与传统方法测得的焦距进行比较,两者相对误差为0.7%。……   
[关键词]:衍射计算;菲涅耳积分;柯林斯公式;代数运算;焦距测量
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:昆明理工大学2006年