基于MATLAB的波动光学实验.docx

衣以理厶槌 毕业设计（论文） 基于MATLAB的波动光学实验 仿真系统的构建 学院（系）： 专业班级： 学生姓名： 指导教师: 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成 果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或 撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有 关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授 权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可 以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于1、保密口，在 年解密后适用本授权书 2、不保密口 。 （清在以上相应方框内打“寸”） 作者签名： 年 月 日 导师签名： 年 月 日 武汉理工大学 本科生毕业设计（论文）任务书 学生姓名专业班级 学生姓名 指导教师 工作单位 武汉理工大学理学院物理系 设计（论文）题目：基于MATLAB的波动光学实验仿真系统的构建 设计（论文）主要内容： 在MATLAB环境下，编写程序，实现几个波动光学实验项目的计算机仿真，包括光 学拍实验、球面波干涉实验、杨氏干涉实验、等倾等厚干涉实验、夫琅和费衍射实验、费 涅尔衍射实验和光栅衍射实验；编制仿真程序的图形用户界面，实现各个实验项目中相关 参数的直接设置及结果显示，实现人机交互；创建独立的仿真应用程序。 要求完成的主要任务： 1、 査阅不少于15篇的相关资料，其中英文文献不少于3篇，完成开题报告。 2、 熟悉MATLAB的相关操作，学习MATLAB语言。 3、 编写出仿真程序代码，制作GUI界面。 4、 完成不少于5000字的英文文献翻译。 5、 完成12000字的毕业设计论文。 必读参考资料： 谢敬辉，赵达尊，阎吉祥.物理光学教程[M].北京：北京理工大学出版社，2005. 王正林，刘明.精通MATBAL7[M].北京：电子工业出版社，2007. 张平等.MATLAB基础与应用[M].北京：北京航空航天大学出版社，2005. 指导教师签名 系主任签名 院长签名（章） 武汉理工大学 本科生毕业设计（论文）开题报告 1、目的及意义（含国内外的研究现状分析） 设计的目的： 波动光学是在电磁波动理论基础上研究光的波动现象的一门学科。波动光学 实验主要包括干涉实验与衍射实验两大类。硏究光的干涉和衍射现象时对光学实 验仪器应有微米暈级的精度，而这种实验条件的苛刻性将使得光学实验受到众多 因素的影响（如温度、气压、湿度等），也使得光学仪器成为了一种相当贵重的 精密仪器。为了避免试验过程中对光学仪器的损坏以及提髙实验的精度，可以利 用计算机对光学实验进行模拟，得出的试验数据可用于指导实验或对光学仪器的 性能进行评价。此次设计的目的就是利用波动光学理论对光的干涉与衍射实验进 行模拟，并建立基于MATLAB的应用程序进行波动光学实验的仿真。 设计的意义： 利用计算机对波动光学相关实验的数值仿真的意义主要有两方面：基础光学 教学以及光学仪器的设计和评价。在基础光学教学过程中，由于光学概念过于抽 象以及大部分公式都不能用数学方法得到解析解，学生容易在学习过程中感到厌 倦和疲惫。光学实验一般需要稳定的环境，高精密的仪器，因此在教室里能做的 光学实验极为有限，而乂由于课时的限制使得演示实验不能在课堂中进行，因此 只能借助于一些己知光学实验图样来对其进行说明。 为了克服光学实验对实验要求比较苛刻的缺点，可采用计算机仿真光学实 验，特别是光学演示实验，配合理论课的进行，把光学课程涉及的光学现象展示 在学生面前，以加深对光学内容的理解。通过建立光学的仿真平台，使那些过于 抽象光学概念和不能用数学方法得到解析解复杂公式变得清晰简单：由于图形用 户界面的应用，提高到了学习的可视性和可操作性，使学生可以自行灵活地修改 光学类型和相关的参数，实现人机交互，使学习过程变得轻松自由，且能让学生 对艰深难慌的光学概念和公式有一个更深的理解。在教学方面，它打破了课时的 限制和光学实验条件的苛刻性，使得光学演示实验能在课堂中轻松进行，大大提 高了教学效果，使教学变得更加主动和开放。 对光学现象的计算机仿真也应用于光学器件的设计和调试过程中。鉴于光 学实验原理的复杂性，应用计算机进行光强分布的计算可快速获得设计光学元件 的性能，并在制作和调试的过程中用以比较以达到预想的性能指标。 2、基本内容和技术方案 本实验应用MATLAB实现波动光学实验计算机仿真的目标是：要求能够实 现光波干涉实验和衍射实验的计算机仿真，能够实现计算机