Matlab在信息光学中应用ppt课件
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MATLAB的学科应用ppt课件
G2 = zpk([0 -2],-10,1);
Cloop = feedback(G1, G2); %构造闭环系统的传递函数
step(Cloop);
%求系统的阶跃响应
hold on;
impulse(Cloop, 'r-.'); %求系统的冲激响应
legend('Step','Impulse','--','r-.');
表 12.3 函数名
tf ss zpk t fdat a ssdat a zpkdat a
MA TLAB 常用模型转换函数
函数功能
函数名
建立传递 函数模 型
series
建立状态 方程模 型
parallel
建立零极 点增益 模型
feedback
获取传递 函数模 型参数
set
获取状态 方程模 型参数
get
设在计划期内生产这3种产品的 产量为x1、x2、x3，用Z表示 利润，则有 Z = 40x1 + 30x2 + 50x3。在安 排3种产品的计划时，不得超过 设备A、B的可用工时，材料消 耗总量不得超过材料C、D的供 应量，生产的产量不能小于零。
企业的目标是要使利润达到最 大，这个问题的数学模型为
m ax Z 40 x1 30 x2 50 x3
• 此题也可使用优化工具的GUI来求解。
9
2．线性规划
研究线性约束条件下线性目标函数的极值问题的数学理论和方法，用线性规划求解的典型
问题有运输问题、生产计划问题、配套生产问题、下料和配料问题等。线性规划问题的标准形
式为
min f (x)
s.t． A x ≤ b
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矩阵的数学运算
总结词
详细描述
总结词
详细描述
掌握矩阵的数学运算，如求逆 、求行列式、求特征值等。
在MATLAB中，可以使用inv() 函数来求矩阵的逆，使用det() 函数来求矩阵的行列式，使用 eig()函数来求矩阵的特征值。 例如，A的逆可以表示为 inv(A)，A的行列式可以表示 为det(A)，A的特征值可以表 示为eig(A)。
• 总结词：了解特征值和特征向量的概念及其在矩阵分析中的作用。 • 详细描述：特征值和特征向量是矩阵分析中的重要概念。特征值是满足Ax=λx的标量λ和向量x，特征向量是与特征值对
应的非零向量。特征值和特征向量在许多实际问题中都有应用，如振动分析、控制系统等。
04
MATLAB图像处理
图像的读取与显示
变量定义
使用赋值语句定义变量，例如 `x = 5`。
矩阵操作
学习如何创建、访问和操作矩 阵，例如使用方括号 `[]`。
函数编写
学习如何创建自定义函数来执 行特定任务。
02
MATLAB编程
变量与数据类型
01
02
03
变量命名规则
MATLAB中的变量名以字 母开头，可以包含字母、 数字和下划线，但不应与 MATLAB保留字冲突。
了解矩阵的数学运算在实际问 题中的应用。
矩阵的数学运算在许多实际问 题中都有应用，如线性方程组 的求解、矩阵的分解、信号处 理等。通过掌握这些运算，可 以更好地理解和解决这些问题 。
矩阵的分解与特征值
• 总结词：了解矩阵的分解方法，如LU分解、QR分解等。
• 详细描述：在MATLAB中，可以使用lu()函数进行LU分解，使用qr()函数进行QR分解。这些分解方法可以将一个复杂的 矩阵分解为几个简单的部分，便于计算和分析。
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控制流语句
使用条件语句（如if-else）和 循环语句（如for）来控制程序 流程。
变量定义
使用赋值语句定义变量，例如 `a = 5`。
矩阵运算
使用矩阵进行数学运算，如加 法、减法、乘法和除法等。
函数编写
创建自定义函数来执行特定任 务。
02
MATLAB编程语言基础
变量与数据类型
变量命名规则
数据类型转换
编辑器是一个文本编辑器 ，用于编写和编辑 MATLAB脚本和函数。
工具箱窗口提供了一系列 用于特定任务的工具和功 能，如数据可视化、信号 处理等。
工作空间窗口显示当前工 作区中的变量，可以查看 和修改变量的值。
MATLAB基本操作
数据类型
MATLAB支持多种数据类型， 如数值型、字符型和逻辑型等 。
04
MATLAB数值计算
数值计算基础
01
02
03
数值类型
介绍MATLAB中的数值类 型，包括双精度、单精度 、复数等。
变量赋值
讲解如何给变量赋值，包 括标量、向量和矩阵。
运算符
介绍基本的算术运算符、 关系运算符和逻辑运算符 及其优先级。
数值计算函数
数学函数
列举常用的数学函数，如 三角函数、指数函数、对 数函数等。
矩阵的函数运算
总结词：MATLAB提供了许多内置函 数，可以对矩阵进行各种复杂的运算
。
详细描述
矩阵求逆：使用 `inv` 函数求矩阵的 逆。
特征值和特征向量：使用 `eig` 函数 计算矩阵的特征值和特征向量。
行列式值：使用 `det` 函数计算矩阵 的行列式值。
矩阵分解：使用 `factor` 和 `expm` 等函数对矩阵进行分解和计算指数。
MATLAB仿真及其在光学课程中的应用课件第四章 MATLAB在信息光学中的应用举例
第四章 MATLAB在信息光学 中的应用举例
4.1 信息光学函数
• 4.1.1 矩形函数 • 1.一维矩形函数 • 一般形式矩形函数的表达式：
h
hrect
(
x
a
x0
)
h
/
2
0
| x x0 | 1/ 2 a
| x x0 | 1/ 2 a
| x x0 | 1/ 2 a
在MATLAB中，一维矩形函数可用函数rectpuls( )来实现。
• 【例4-1-3】用MATLAB画出标准阶跃函数。
• ◆ MATLAB程序如下：
1.2
• x=-3:0.01:3;
1
0.8
• y=heaviside(x); 0.6
step(x)
• plot(x,y,'k','LineWidth',2)
0.4
• axis([-3 3 -0.2 1.2])
0.2
• xlabel('x'); • ylabel('step(x)‘)
（a）三角孔原始图像 （b）傅里叶变换后的图像 （c）空间频谱 图4-8 三角孔衍射的光强分布和振幅谱
（a）矩形孔原始图像 （b）傅里叶变换后的图像 （c）空间频谱 图4-9 矩形孔衍射的光强分布和振幅谱
4.3 卷积定理
• 【例4-3-1】卷积定理的仿真。
• ◆MATLAB见M文件
• ◆仿真结果见书图4-11
0
0
-1
-0.5
0
0.5
1
0
1
2
3
x
x
（a）单位矩形函数 （b）一般形式矩形函数
图4-1 一维矩形函数
4.1 信息光学函数
• 4.1.1 矩形函数 • 1.一维矩形函数 • 一般形式矩形函数的表达式：
h
hrect
(
x
a
x0
)
h
/
2
0
| x x0 | 1/ 2 a
| x x0 | 1/ 2 a
| x x0 | 1/ 2 a
在MATLAB中，一维矩形函数可用函数rectpuls( )来实现。
• 【例4-1-3】用MATLAB画出标准阶跃函数。
• ◆ MATLAB程序如下：
1.2
• x=-3:0.01:3;
1
0.8
• y=heaviside(x); 0.6
step(x)
• plot(x,y,'k','LineWidth',2)
0.4
• axis([-3 3 -0.2 1.2])
0.2
• xlabel('x'); • ylabel('step(x)‘)
（a）三角孔原始图像 （b）傅里叶变换后的图像 （c）空间频谱 图4-8 三角孔衍射的光强分布和振幅谱
（a）矩形孔原始图像 （b）傅里叶变换后的图像 （c）空间频谱 图4-9 矩形孔衍射的光强分布和振幅谱
4.3 卷积定理
• 【例4-3-1】卷积定理的仿真。
• ◆MATLAB见M文件
• ◆仿真结果见书图4-11
0
0
-1
-0.5
0
0.5
1
0
1
2
3
x
x
（a）单位矩形函数 （b）一般形式矩形函数
图4-1 一维矩形函数
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汇报人：可编辑
2023-12-24
目录
• MATLAB基础 • MATLAB编程 • MATLAB矩阵运算 • MATLAB数值计算 • MATLAB可视化 • MATLAB应用实例
01
CATALOGUE
MATLAB基础
MATLAB简介
MATLAB定义
MATLAB应用领域
菜单栏
包括文件、编辑、查看、主页 、应用程序等菜单项。
命令窗口
用于输入MATLAB命令并显示 结果。
MATLAB主界面
包括命令窗口、当前目录窗口 、工作空间窗口、历史命令窗 口等。
工具栏
包括常用工具栏和自定义工具 栏。
工作空间窗口
显示当前工作区中的变量。
MATLAB基本操作
变量定义
使用变量名和赋值符号（=）定义变 量。
详细描述
直接输入：在 MATLAB中，可以直 接通过输入矩阵的元 素来创建矩阵。例如 ，`A = [1, 2, 3; 4, 5, 6; 7, 8, 9]`。
使用函数创建： MATLAB提供了多种 函数来创建特殊类型 的矩阵，如`eye(n)`创 建n阶单位矩阵， `diag(v)`创建由向量v 的元素构成的对角矩 阵。
使用bar函数绘制柱状图 ，可以自定义柱子的宽
度、颜色和标签。
使用pie函数绘制饼图， 可以自定义饼块的比例
和颜色。
三维绘图
01
02
03
04
三维线图
使用plot3函数绘制三维线图 ，可以展示三维空间中的数据
点。
三维曲面图
使用surf函数绘制三维曲面图 ，可以展示三维空间中的曲面
。
三维等高线图
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2023-12-24
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01
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MATLAB简介
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MATLAB应用领域
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包括文件、编辑、查看、主页 、应用程序等菜单项。
命令窗口
用于输入MATLAB命令并显示 结果。
MATLAB主界面
包括命令窗口、当前目录窗口 、工作空间窗口、历史命令窗 口等。
工具栏
包括常用工具栏和自定义工具 栏。
工作空间窗口
显示当前工作区中的变量。
MATLAB基本操作
变量定义
使用变量名和赋值符号（=）定义变 量。
详细描述
直接输入：在 MATLAB中，可以直 接通过输入矩阵的元 素来创建矩阵。例如 ，`A = [1, 2, 3; 4, 5, 6; 7, 8, 9]`。
使用函数创建： MATLAB提供了多种 函数来创建特殊类型 的矩阵，如`eye(n)`创 建n阶单位矩阵， `diag(v)`创建由向量v 的元素构成的对角矩 阵。
使用bar函数绘制柱状图 ，可以自定义柱子的宽
度、颜色和标签。
使用pie函数绘制饼图， 可以自定义饼块的比例
和颜色。
三维绘图
01
02
03
04
三维线图
使用plot3函数绘制三维线图 ，可以展示三维空间中的数据
点。
三维曲面图
使用surf函数绘制三维曲面图 ，可以展示三维空间中的曲面
。
三维等高线图
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矩阵乘法：两个矩阵相乘 需要满足特定的条件，例 如E=A*B。
矩阵减法：两个相同大小 的矩阵可以进行减法运算 ，例如D=A-B。
矩阵的分解与特征值
详细描述
矩阵分解：将一个复杂的矩阵分 解为几个简单的、易于处理的矩 阵，例如LU分解、QR分解等。
特征值：矩阵的特征值是该矩阵 的一个重要的数值属性，可以用 于分析矩阵的性质和特征。
矩阵运算
介绍矩阵的创建、索引、算术 运算和逻辑运算等操作。
控制流
介绍if语句、for循环和while 循环等控制流结构的使用方法 。
02
MATLAB编程
变量与数据类型
01
02
03
变量命名规则
MATLAB中的变量名以字 母开头，可以包含字母、 数字和下划线，但不能包 含空格。
数据类型
MATLAB支持多种数据类 型，如数值型、字符型、 逻辑型和单元数组等。
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汇报人：可编辑 2023-12-26
目 录
• MATLAB基础 • MATLAB编程 • MATLAB矩阵运算 • MATLAB图像处理 • MATLAB数值分析 • MATLAB应用实例
01
MATLAB基础
MATLAB简介
MATLAB定义
MATLAB应用领域
MATLAB是一种用于算法开发、数据 可视化、数据分析和数值计算的编程 语言和环境。
函数编写
01
02
03
04
函数定义
使用`function`关键字定义函 数，指定输入输出参数。
函数体
在函数定义中编写实现特定功 能的代码。
函数调用
通过函数名和输入参数调用自 定义函数。
矩阵减法：两个相同大小 的矩阵可以进行减法运算 ，例如D=A-B。
矩阵的分解与特征值
详细描述
矩阵分解：将一个复杂的矩阵分 解为几个简单的、易于处理的矩 阵，例如LU分解、QR分解等。
特征值：矩阵的特征值是该矩阵 的一个重要的数值属性，可以用 于分析矩阵的性质和特征。
矩阵运算
介绍矩阵的创建、索引、算术 运算和逻辑运算等操作。
控制流
介绍if语句、for循环和while 循环等控制流结构的使用方法 。
02
MATLAB编程
变量与数据类型
01
02
03
变量命名规则
MATLAB中的变量名以字 母开头，可以包含字母、 数字和下划线，但不能包 含空格。
数据类型
MATLAB支持多种数据类 型，如数值型、字符型、 逻辑型和单元数组等。
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汇报人：可编辑 2023-12-26
目 录
• MATLAB基础 • MATLAB编程 • MATLAB矩阵运算 • MATLAB图像处理 • MATLAB数值分析 • MATLAB应用实例
01
MATLAB基础
MATLAB简介
MATLAB定义
MATLAB应用领域
MATLAB是一种用于算法开发、数据 可视化、数据分析和数值计算的编程 语言和环境。
函数编写
01
02
03
04
函数定义
使用`function`关键字定义函 数，指定输入输出参数。
函数体
在函数定义中编写实现特定功 能的代码。
函数调用
通过函数名和输入参数调用自 定义函数。
MATLAB仿真及其在光学课程中的应用课件第六章 课程设计综合实例
• ◆ MATLAB程序见M文件 • ◆ 运行结果如图6-22所示。 • 3.高斯光束的传输变换 • 【例6-3-3】高斯光束通过二阶变换矩阵表征复杂光学系统的
聚焦特性分析。
• ◆ MATLAB程序见M文件 • ◆ 运行结果如图6-23所示。
6.4 基于MATLAB的光纤定向耦合器的 耦合特性分析
第六章 课程设计综合实例
6.1 基于MATLAB的汽车牌照识别系统 的设计与实现
• 6.1.1 设计目的 • 车辆牌照识别系统(License Plate Recognition System
，简称LPRS)是建设智能交通系统不可或缺的部分。基于 MATLAB的汽车牌照识别系统是通过引入数字摄像技术和计 算机信息管理技术，采用先进的图像处理、模式识别和人工 智能技术，通过对图像的采集和处理，获得更多的信息，从 而通过智能识别车牌来达到更高的智能化管理程度。 • 6.1.2 设计任务及具体要求 • 车牌识别系统整个处理过程分为预处理、边缘提取、车牌 定位、字符分割、字符识别五大模块，用 MATLAB软件编程 来实现每一个部分处理过程，最后使得计算机可以自主识别 汽车牌照。
6.3 基于MATLAB的高斯光束及传输特
性分析
• 6.3.1 设计目的 • 掌握高斯光束的光强分布特点及传播过程中光强的变化； • 熟悉高斯光束通过透镜的聚焦； • 熟悉高斯光束的传输变换。 • 6.3.2 设计任务及要求 • 本设计旨在用MATLAB实现高斯光束光强分布和传播过
程中高斯光强的变化，高斯光束通过透镜的聚焦，高斯光束 传输变换的仿真。
• 6.4.4 设计实现 • ◆ MATLAB程序见M文件 • ◆ 运行结果如图6-26~6-32所示。
6.5 基于MATLAB的光学图像加密解密
聚焦特性分析。
• ◆ MATLAB程序见M文件 • ◆ 运行结果如图6-23所示。
6.4 基于MATLAB的光纤定向耦合器的 耦合特性分析
第六章 课程设计综合实例
6.1 基于MATLAB的汽车牌照识别系统 的设计与实现
• 6.1.1 设计目的 • 车辆牌照识别系统(License Plate Recognition System
，简称LPRS)是建设智能交通系统不可或缺的部分。基于 MATLAB的汽车牌照识别系统是通过引入数字摄像技术和计 算机信息管理技术，采用先进的图像处理、模式识别和人工 智能技术，通过对图像的采集和处理，获得更多的信息，从 而通过智能识别车牌来达到更高的智能化管理程度。 • 6.1.2 设计任务及具体要求 • 车牌识别系统整个处理过程分为预处理、边缘提取、车牌 定位、字符分割、字符识别五大模块，用 MATLAB软件编程 来实现每一个部分处理过程，最后使得计算机可以自主识别 汽车牌照。
6.3 基于MATLAB的高斯光束及传输特
性分析
• 6.3.1 设计目的 • 掌握高斯光束的光强分布特点及传播过程中光强的变化； • 熟悉高斯光束通过透镜的聚焦； • 熟悉高斯光束的传输变换。 • 6.3.2 设计任务及要求 • 本设计旨在用MATLAB实现高斯光束光强分布和传播过
程中高斯光强的变化，高斯光束通过透镜的聚焦，高斯光束 传输变换的仿真。
• 6.4.4 设计实现 • ◆ MATLAB程序见M文件 • ◆ 运行结果如图6-26~6-32所示。
6.5 基于MATLAB的光学图像加密解密
MATLAB仿真及其在光学课程中的应用课件第三章 MATLAB在光学原理中的应用举例
• k1=5; %波1波数
振幅
0
• k2=4; %波2波数 -0.5
• t=0.1:0.2:1.3; %对时间进行等间隔取点
-1
• a=1;
%波动振幅
0
• x=0:0.001:5; %对传播方向x轴进行等间隔取点
• A2=a*cos(k2*x-w2*t(end)); %A2波动函数
• A1=a*cos(k1*x-w1*t(end)); %A1波动函数
第三章 MATLAB在光学原理 中的应用举例
3.1 平面电磁波在不同媒介分界面上的 入射、反射和折射
• 3.1.1 电矢量平行入射面的反射系数和振幅透 射系数
反射系数为：
rp n2 cosi n1 n2 cosi n1
1 (n1 / n2 )2 sin2 i 1 (n1 / n2 )2 sin2 i
0
1
2
3
4
图3-10 单色光双缝干涉实验结果
• 【例3-2-5】模拟非单色光的双缝干涉实验。 • MATALB程序见M文件
x 10-3 -1
• plot(x,A1,'-',x,A2,':')
• set(gcf,'color',[1 1 1]);
• set(gca,'YTick',[-1:0.5:1]);
• set(gca,'XTick',[0:1:5]); • xlabel('变量X') • ylabel('振幅') • title('两列单色平面波的模拟') • legend('光波1','光波2')
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空域位移对夫瑯禾菲衍射的影响
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• p1=1-(sinc(b).*sin(n*d)./sin(d)).^2;%方便下面着色
• p2=(sinc(b).*sin(n*d)./sin(d)).^2;
• figure;
• plot(d,p2);
• xlabel('kasinθ');
• ylabel('光强I/I0');
• title('多缝缝衍射强度分布');
• lgray=zeros(100,3);
• for i=0:99
•
lgray(i+1,:)=(99-i)/99;
• end
• figure;
• imagesc(p1)
• title('多缝衍射模拟图');
• colormap(lgray);
.
圆孔衍射
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圆孔衍射代码
• clear; • N=1; • K=6; • [x,y]=meshgrid(linspace(0,N+1,800)); • z=x+i*y; • u=0; • for m=1:N; • for n=1:N; • zk=abs(z-[m+n*i])*K; • u=u+0.1*besselj(4,zk)./zk; • r=1-u; • A=1-abs(u).^2; • end • ip=imshow(A,[])
.
矩孔衍射
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矩孔衍射代码
• x=zeros(30); • x(10:20,10:20)=1 • imshow(x,[-1 5]) • x=fft2(x,256,256); • x=fftshift(x); • imshow(log(abs(x)),[-1 5]);
.
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巴比涅互补原理
• imagesc(p1)
• title('多缝衍射模拟图');
• colormap(lgray);
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平面光栅衍射
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平面衍射计算机模拟代码
• clc;
• clear;
• n=input('平面衍射光栅数');
• d=-n*pi:0.0001*pi:pi*n;
• b=d/15;
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多缝衍射
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多缝衍射代码
• clc;
• clear;
• n=input('多缝衍射缝数');
• a=-2*n*pi:0.0001*pi:2*pi*n;
• p1=1-(sin(n*a)./sin(a)).^2;%方便下面着色
• p2=(sin(n*a)./sin(a)).^2;
Matlab在信息光学中的应用
——一些衍射现象的计算机模拟 李祥艳-05102133
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一、单缝衍射模拟
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单缝衍射计算机模拟代码
• clc; • clear; • a=-2*pi:0.0001*pi:2*pi; • p1=(1-sinc(a)).^2;%方便下面着色 • p2=sinc(a).^2; • figure; • plot(a,p2); • xlabel('kasinθ'); • ylabel('光强I/I0'); • title('单缝衍射强度分布'); • lgray=zeros(256,3); • for i=0:255 • lgray(i+1,:)=(255-i)/255; • end • figure; • imagesc(p1) • title('单缝衍射模拟图'); • colormap(lgray)
• figure;
• plot(a,p2);
• xlabel('kasinθ');
• ylabel('光强I/I0');
• title('多缝缝衍射强度分布');
• lgray=zeros(256,3);
• for i=0:255
•
lgray(i+1,:)=(255-i)/255;
• end
• figure;
• [x1,map]=imread('j2.bmp');subplot(2,3,2);imshow (x1);x1=fft2(x1,256,256);x1=fftshift(x1);subplot(2, 3,5);imshow(log(abs(x1)),[-1 5]);
• [x1,map]=imread('j3.bmp');subplot(2,3,3);imshow (x1);x1=fft2(x1,256,256);x1=fftshift(x1);subplot(2, 3,6);imshow(log(abs(x1)),[-1 5]);
5]);title('未移至中心频谱') • x=fftshift(x); • subplot(1,3,3);imshow(log(abs(x)),[-1
5]);title('移至中心频谱')
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多缝衍射计算机模拟
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旋转对频谱的影响代码
• [x1,map]=imread('j1.bmp');figure;subplot(2,3,1);i mshow(x1);x1=fft2(x1,256,256);x1=fftshift(x1);su bplot(2,3,4);imshow(log(abs(x1)),[
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圆孔衍射代码
• [x,map]=imread('yb.bmp'); • figure,imshow(x) • figure,subplot(1,3,1);imshow(x) • x=fft2(x,256,256); • subplot(1,3,2);imshow(log(abs(x)),[-1
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缝宽对夫瑯禾菲衍射的影响
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缝宽对夫瑯禾菲衍射的影响代码
• igure; • for k=1:4; • u=zeros(50,50); • u(20:30,25:(24+k))=1; • subplot(2,4,k);imshow(u); • end; • for k=5:8; • u=zeros(50,50); • u(20:30,25:(20+k))=1; • u=fft2(u,256,256);u=fftshift(u); • subplot(2,4,k);imshow(log(abs(u)),[-1 1]);title('夫瑯禾费衍射'); • end;
空域位移对夫瑯禾菲衍射的影响
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• p1=1-(sinc(b).*sin(n*d)./sin(d)).^2;%方便下面着色
• p2=(sinc(b).*sin(n*d)./sin(d)).^2;
• figure;
• plot(d,p2);
• xlabel('kasinθ');
• ylabel('光强I/I0');
• title('多缝缝衍射强度分布');
• lgray=zeros(100,3);
• for i=0:99
•
lgray(i+1,:)=(99-i)/99;
• end
• figure;
• imagesc(p1)
• title('多缝衍射模拟图');
• colormap(lgray);
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圆孔衍射
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圆孔衍射代码
• clear; • N=1; • K=6; • [x,y]=meshgrid(linspace(0,N+1,800)); • z=x+i*y; • u=0; • for m=1:N; • for n=1:N; • zk=abs(z-[m+n*i])*K; • u=u+0.1*besselj(4,zk)./zk; • r=1-u; • A=1-abs(u).^2; • end • ip=imshow(A,[])
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矩孔衍射
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矩孔衍射代码
• x=zeros(30); • x(10:20,10:20)=1 • imshow(x,[-1 5]) • x=fft2(x,256,256); • x=fftshift(x); • imshow(log(abs(x)),[-1 5]);
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巴比涅互补原理
• imagesc(p1)
• title('多缝衍射模拟图');
• colormap(lgray);
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平面光栅衍射
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平面衍射计算机模拟代码
• clc;
• clear;
• n=input('平面衍射光栅数');
• d=-n*pi:0.0001*pi:pi*n;
• b=d/15;
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多缝衍射
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多缝衍射代码
• clc;
• clear;
• n=input('多缝衍射缝数');
• a=-2*n*pi:0.0001*pi:2*pi*n;
• p1=1-(sin(n*a)./sin(a)).^2;%方便下面着色
• p2=(sin(n*a)./sin(a)).^2;
Matlab在信息光学中的应用
——一些衍射现象的计算机模拟 李祥艳-05102133
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一、单缝衍射模拟
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单缝衍射计算机模拟代码
• clc; • clear; • a=-2*pi:0.0001*pi:2*pi; • p1=(1-sinc(a)).^2;%方便下面着色 • p2=sinc(a).^2; • figure; • plot(a,p2); • xlabel('kasinθ'); • ylabel('光强I/I0'); • title('单缝衍射强度分布'); • lgray=zeros(256,3); • for i=0:255 • lgray(i+1,:)=(255-i)/255; • end • figure; • imagesc(p1) • title('单缝衍射模拟图'); • colormap(lgray)
• figure;
• plot(a,p2);
• xlabel('kasinθ');
• ylabel('光强I/I0');
• title('多缝缝衍射强度分布');
• lgray=zeros(256,3);
• for i=0:255
•
lgray(i+1,:)=(255-i)/255;
• end
• figure;
• [x1,map]=imread('j2.bmp');subplot(2,3,2);imshow (x1);x1=fft2(x1,256,256);x1=fftshift(x1);subplot(2, 3,5);imshow(log(abs(x1)),[-1 5]);
• [x1,map]=imread('j3.bmp');subplot(2,3,3);imshow (x1);x1=fft2(x1,256,256);x1=fftshift(x1);subplot(2, 3,6);imshow(log(abs(x1)),[-1 5]);
5]);title('未移至中心频谱') • x=fftshift(x); • subplot(1,3,3);imshow(log(abs(x)),[-1
5]);title('移至中心频谱')
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多缝衍射计算机模拟
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旋转对频谱的影响代码
• [x1,map]=imread('j1.bmp');figure;subplot(2,3,1);i mshow(x1);x1=fft2(x1,256,256);x1=fftshift(x1);su bplot(2,3,4);imshow(log(abs(x1)),[
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圆孔衍射代码
• [x,map]=imread('yb.bmp'); • figure,imshow(x) • figure,subplot(1,3,1);imshow(x) • x=fft2(x,256,256); • subplot(1,3,2);imshow(log(abs(x)),[-1
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缝宽对夫瑯禾菲衍射的影响
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缝宽对夫瑯禾菲衍射的影响代码
• igure; • for k=1:4; • u=zeros(50,50); • u(20:30,25:(24+k))=1; • subplot(2,4,k);imshow(u); • end; • for k=5:8; • u=zeros(50,50); • u(20:30,25:(20+k))=1; • u=fft2(u,256,256);u=fftshift(u); • subplot(2,4,k);imshow(log(abs(u)),[-1 1]);title('夫瑯禾费衍射'); • end;