MATLAB处理与光学相关问题

分类：开题报告    更新时间：09-10    来源：网络

 一、选题目的、意义及研究现状

选题目的：

本课题主要是培养学生的光学仿真和计算机模拟的综合能力。波动光学中干涉与衍射是光学中的重要物理现象之一，计算机模拟波动光学的过程中可以让我们更好的理解物理本质。本文在波动光学相关理论的基础之上，利用MATLAB编写程序代码，并通过GUI界面设计，实现了光的干涉中牛顿环干涉和杨氏双缝干涉以及光的衍射中夫琅禾费单缝衍射和圆孔衍射等几个典型实验的仿真，并将结果通过图形直观地体现出来，使我们更方便的研究光学相关问题。

意义：

利用仿真软件直接在电脑上进行光学实验显得十分快捷方便，既不需要大量的精密仪器资源，结果也十分直观，不受外界环境干扰。这是在原有的理论分析与实验实践基础上进而发展的新方法，利用模拟的方式实现客观世界的展现。学生可以通过自己对MATLAB等仿真软件的学习与使用，建立相关实验现象模型，可以更好的学习了解相关专业知识，更好的掌握。

研究现状：

计算机技术在21世纪的飞速发展，带动了数值计算以及模拟仿真技术在各个科学研究领域的广泛应用，各类仿真制图软件应运而生，人们可以对需要研究的对象进行制作相应的数学模型，通过计算机程序实现相应的模拟和结果运算。近几十年来，现代光学的最新进展之一是光学信息处理和数字光计算的飞速发展。光学信息处理是以傅立叶分析方法为核心研究光学成像和光学变换的理论和技术。光学信息处理是以光子传递信息,以光学或光电子器件进行操作运算,利用光的透射、干涉和衍射等光学现象来实现对输入信息的各种变换或处理.因此,它也是一门基于实验的科学.随着计算机的广泛使用,计算机仿真实验得到了大量研究,各类CAI软件应运而生,给光学信息处理的研究和教学带来极大方便。

二、毕业论文（设计）的主要内容

本文利用MATLAB软件结合波动光学相关知识研究波动光学中的各类干涉、衍射现象。在MATLAB编程及仿真的过程中，对光的牛顿环干涉、杨氏双缝干涉、夫琅禾费单缝衍射、夫琅禾费圆孔衍射等现象进行编程及相关运算，包括干涉图像、衍射图像以及光强在相应参数改变时的变化，对实验相关现象进行仿真。最后进行仿真图像的观察总结，并结合相关理论知识，进行相应比较，从而得出结论。

三、毕业论文(设计)的进度安排

第1-2周：查阅相关文献资料，明确毕业设计内容

第3周：确定设计方案，完成开题报告

第4-5周：复习光学理论知识

第6-7周：学习MATLAB语言的应用

第8-9周：毕业实习

第10-12周：设计仿真程序并完成调试

第13-16周：撰写并不断修改论文

第17周：准备论文答辩

四、参考文献WWw.eeeLw.COM

[1]孙绪保.光学实验与仿真.北京.北京理工大学出版社.2009

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[4]李珏璇，蓝海江.利用MATLAB仿真波动光学实验.湘潭大学自然科学学报.2014年.12月.4期

[5]黄蕊，张君霞，刘志成等.用MATLAB比较双缝干涉和双缝衍射.大学物理实验.2015年.2月.1期

[6]庄云飞，卞雅兰.杨氏双缝干涉实验的MATLAB仿真.科技创新与应用.2012年.8月

[7]李芳菊，王菊霞.利用MATLAB GUI模拟圆孔衍射.计算机与数字工程.2012年.6期

[8]盛虹.基于MATLAB的杨氏双缝干涉实验模拟.河南科学.2010年.6月.6期

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[10]高峰，赵文丽，曹学成.基于MATLAB的夫琅禾费单缝衍射仿真.山东农业大学学报.2012年.3期

[11]成海英，陈冬冬，张亚.基于MATLAB的圆孔衍射实验模拟.盐城工学院学报.2011年.6月.2期

[12]高宁，车树良.物理光学.北京.清华大学出版社.2010