计算机模拟光学滤波过程的研究论文摘要

光学实验是物理学领域内探究光的特性和光与物质相互作用的基础实验。在现代光学教育和研究中，光学实验不仅加深了对光学理论的理解，还促进了光学技术的发展。本文将详细探讨陈家祯、郑子华、陈利永等作者在福建师范大学计算机科学系发表的光学实验论文中所涉及的几个关键知识点。 首先，论文标题提到的“菲尼尔衍射”是光学中一个重要的衍射现象。菲尼尔衍射是指波前在有限大小的孔径或狭缝附近发生衍射时所产生的衍射现象。与夫琅和费衍射相比，菲尼尔衍射更加关注光波的局部特性，即考虑了波前的曲率，因而更适合描述近场区的衍射现象。在实验中，通过模拟菲尼尔衍射，可以观察到由于波前的局部性质导致的复杂衍射图样，这对于理解光学波前和空间频率概念十分关键。 接着，“杨氏双峰干涉”实验涉及波动光学中的一类经典实验，由托马斯·杨在1801年首次提出并进行了验证。杨氏双峰干涉实验通过一个单色光源，使得一束光通过一个狭缝，再分成两束分别通过两个相邻的狭缝，最后在屏幕上形成明暗相间的干涉条纹。这些条纹可以用来测量光波的波长或评估光学元件的质量。杨氏双峰干涉实验是演示波动光学原理、验证光的波动性的重要手段。 “圆孔衍射”同样是波动光学中研究光波衍射的另一种基本实验。当一束平面单色波垂直照射到一个圆形开口上时，会在开口后面的屏幕上形成一个特定的衍射图样，称为艾里斑。圆孔衍射的分析对理解光波通过开口后的传播和聚焦机制非常重要，同时在光学成像系统设计中也具有实际应用价值。 论文中还提到了“用计算机模拟光学滤波过程”的研究，这体现了光学实验与现代计算机技术的结合。在光学滤波过程中，通过计算机模拟可以有效地验证和研究光学滤波器的设计和性能。作者选用MATLAB平台进行仿真，是因为MATLAB在工程和科学计算领域具有强大的矩阵运算能力和丰富的函数库，能够便捷地处理复杂数学运算和图像处理任务。通过计算机仿真，研究人员可以在没有实际搭建光学实验装置的情况下，快速预览光学滤波器的效果，并对设计参数进行优化。 综上所述，本文所提及的光学实验论文涵盖了多个重要的光学实验知识点，并且展示了计算机技术在现代光学研究中的应用。这些知识点对于理解光的波动性、光学滤波技术和光学仪器设计具有重要作用。通过这些实验和理论的结合，可以为光学研究提供更深入的见解，并推动光学技术的发展。 在现代光学教育和研究中，计算机模拟已经成为了不可或缺的一部分。它不仅可以简化复杂的数学运算，还能形象直观地展示光学现象，极大地促进了光学理论的教学和科研工作。随着计算能力的不断提升和仿真软件的不断发展，计算机仿真在未来光学领域中将扮演更加重要的角色。