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文档简介

1、物理光学电子作业-5学习：光的角谱分析法与光的传输对一随时间变化的信号作傅里叶变换，可求得该信号的频谱分布。同样，对任一平面上的复场分布作空间坐标的二维傅里叶变换，则可求得该光信号的“空间频谱”分布。由于各个不同空间频率的空间傅里叶分量，可看作是沿不同方向传播的平面波，因此可称“空间频谱”为平面波的角谱。一束有限大小的平面波从z=0 处发射出来，波前的法向为z 方向，该光场复振幅分布为：求:（1）说明角谱的物理意义；（2）获得该光场的角谱分布；（3）使用Matlab，画出该光束远场的光斑图样。1.角谱的物理意义对任一平面上的光场复振幅分布作空间坐标的二维傅里叶变换，可求得其频谱分布。由于各个不

2、同空间频率的空间傅里叶分量可看作是沿不同方向传播的平面波，因此称空间频谱为平面波谱即复振幅分布的角谱。2.光场的角谱分布 f=1表示平面波沿传播方向的空间频率。对任一平面上的光场复振幅分布作空间坐标的二维傅里叶变换，可求得其频谱分布。由于各个不同空间频率的空间傅里叶分量可看作是沿不同方向传播的平面波，因此称空间频谱为平面波谱即复振幅分布的角谱。设有一单色光波沿z方向投射到x，y平面上，在z处光场分布为U（x,y,z）。那么它在x，y平面上的傅里叶变换是A(fx,fy,z)=U(x,y,z)exp-j2(xfx+yfy)dxdy-这就是光场复振幅U（x,y,z）分布的角谱。同时有逆变换为标量衍射

3、的角谱U(x,y,z)=A(fx,fy,z)expj2(xfx+yfy)dfxdfy-角谱分布图：3.光束远场的光斑图像 二维图像：三维拉到二维视角如下：三维图像：MATLAB源代码：p=800;X,Y=meshgrid(-p:p,-p:p);a=20;b=10;for i=1:size(X,1)for j=1:size(Y,1)if X(i,j)<=(a/2)&X(i,j)>=(-a/2)&Y(i,j)<=(b/2)&Y(i,j)>=(-b/2) A(i,j)=1;elseA(i,j)=0;endendendafft=fft2(A);aabs=abs(afft);aabss=fftshift(aabs);figure(1)i,j=size(aabss);B=(i+1)/2;C=aabss(B,:);D=-p:p;plot(D,C);figure(2)mesh(aabss);figure(3)imshow(aabss,)colormap(gray);4.总结与感悟通过本次电子作业，我对新学习的傅里叶光学有了更进一步的认识，增加了对角谱理解，以及角谱的光场分布，利用MATLAB得出图像，直观的观察光场远距离的分布情况，这次电子作业基础知识简单易学，但是在M

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