导读:本文包含了菲涅耳衍射论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:惠更斯,光栅,原理,数值,蒙特,卡罗,环带。
菲涅耳衍射论文文献综述
汪香香[1]（2018）在《基于菲涅耳衍射逼近的3D重构计算研究》一文中研究指出3D景物的重构技术是现代成像技术发展的方向,具有巨大的应用市场。传统的照相机只能记录3D景物的光波场振幅(强度)——即只能获取到景物的2D投影信息。然而,Gabor发明的全息术能够同时记录景物光场的振幅和相位,它利用光调制原理实现了3D景物的完美重构,是未来3D成像技术的终极目标。Gabor全息成像原理是建立在光波动学的基础上,在自由空间传播时,光波场可以用标量场表示,进一步在近轴逼近下可以用菲涅耳传播逼近来描述。3D景物重构的计算研究,也称计算机产生全息图(Computer Generated Hologram,CGH)技术,其将灵活的计算与光学结合起来,以规避传统光全息术在记录阶段对环境要求高、操作复杂等缺陷。但是,CGH也面临自身的技术挑战:菲涅耳传播是基于光波场传播的衍射原理,因此它面临高空间带宽积带来的巨大计算量的挑战。而且,衍射场的空间离散化和数值的量化计算过程涉及若干数字信号处理问题,包括光场的离散表示方法、数据的压缩、噪声对成像质量的影响等,这些都对算法的设计提出更高的要求。探寻如何提高3D衍射光场计算效率以及重构图像质量是目前CGH的研究热点。本文的研究工作主要聚焦在以下两方面,旨在能够提供更好的CGH算法。首先,针对传统点云法,研究了菲涅耳衍射场的一些特殊性质,对快速算法N-LUT(Novel Look-Up Table,N-LUT)方法进行了优化和提高。其次,结合压缩感知(Compressive Sensing,CS)技术给出提高计算效率的算法:利用层析法计算3D复杂物体的菲涅耳全息图,解决点云法面临深度层少、样本点多的繁重计算问题;用CS技术实现了全息图频域信号的压缩采样。论文的主要研究内容与创新情况如下:(1)给出了一种基于N-LUT的全息图快速计算算法,其主要思想是结合了相干菲涅耳衍射的传播可逆性与Gabor波带片条纹图案的空间对称性。算法利用传播可逆性对源平面与全息面的采样间隔或物理尺寸进行独立设置,能够在增大源场景采样间隔时实现大尺寸景物全息图的计算;同时,利用空间对称性加速计算虚拟平面处的主要衍射条纹图案并以查找表方式进行存储;最终在保证3D重构质量的前提下有效地提高了N-LUT方法的计算效率。(2)利用3D物体CGH信息存在的相似性和冗余性,结合CS技术提高计算效率,同时缓解了衍射场采样和传输过程高能量消耗。给出了一种基于3D总变分稀疏模型3D复杂物体的菲涅耳全息图频域压缩重建方法。该方法构建了与菲涅耳衍射相适应的CS线性模型框架,引入非相干变密度频域下采样模式,该模式概率密度函数服从指数分布,可以对菲涅耳全息图频域进行下采样操作,实现了菲涅耳全息图的频域压缩表示,提高了全息数据的存储和传输速率。所给方法不仅计算量小,而且在频域低采样率情况下通过CS重构算法能够显着提高重构聚焦图像的峰值信噪比。(本文来源于《安徽大学》期刊2018-05-01）
刘志强,宋庆和,刘超,桂进斌,李俊昌[2]（2018）在《基于虚拟光波场的菲涅耳衍射计算及应用研究》一文中研究指出为满足特定观测区域光波场的较高空间分辨率要求,提出一种在衍射计算中引入虚拟光波场,利用初始光波场的取样数表示观测平面任意区域衍射场的计算方法。通过应用该方法对具体实例进行模拟计算,结果表明该方法在观测区域所获得的有效信息量增加,所获得的衍射场空间分辨率可以达到5.2×10-3 mm/pixel,而S-FFT计算获得的衍射场空间分辨率为26.6×10-3 mm/pixel。并且在基于该方法的彩色数字全息波前重建的实验研究中,所得结果表明该方法能够取得更好的重建效果。(本文来源于《应用光学》期刊2018年02期）
张茜翎子,马琼美,任继阳,姜光琼,李菊梅[3]（2017）在《平面波菲涅耳衍射的蒙特卡罗数值模拟》一文中研究指出根据惠更斯-菲涅耳原理,运用蒙特卡罗方法,采用Matlab编程实现平面波的菲涅耳衍射数值模拟,得到了平面波经小圆孔、方孔和叁角孔的菲涅耳衍射在轴上的光强分布曲线.从数值模拟结果可以直观而明确地到光强在轴上极值位置、大小等特点,能较好地实现对菲涅耳衍射的实验仿真,为深入理解光的衍射现象提供了参考.(本文来源于《高师理科学刊》期刊2017年02期）
崔海瑛[4]（2017）在《菲涅耳衍射仿真分析》一文中研究指出利用计算机编程软件对菲涅耳衍射进行仿真模拟,分别对矩形空菲涅尔衍射现象及单缝菲涅尔衍射现象进行研究,对于矩形空菲涅尔衍射来说,观察距离不同,衍射图样中心强度会发生强弱变化;单缝菲涅耳衍射,当观察距离不同时,中心条纹亮度发生变化。当观察距离继续增大到一定程度时,并且保持其他参数不变的情况下,菲衍射图样近似为夫琅禾费衍射图样,中心条纹是亮条纹。(本文来源于《科技创新与生产力》期刊2017年02期）
崔玉伟[5]（2016）在《边界调制孔径与光栅的菲涅耳衍射特性的研究》一文中研究指出作为衍射光学中的基本问题,两百多年来孔径衍射的研究从未间断。至今为止,孔径衍射仍作为探究光学中特殊现象物理机理的重要手段而备受关注。孔径的限制和衍射可实现光束能量在空间的再分布,为此通过设计孔径的形状和结构从而实现光束能量的人为控制。这也促使孔经及其衍射被广泛应用于光束整形、光束耦合和波前变换等的研究中,成为微纳器件的设计和制造的重要依据。光栅是空间周期分布的缝或孔结构,特殊的周期结构呈现出独特的光学特性。光栅也出现在如激光脉冲压缩、光波调制、信息编码与信息存储等各个领域,成为脉冲压缩、波前调制和频谱分析等的重要手段。光栅的泰伯效应是光栅在衍射过程中呈现的自成像现象,这一衍射光学现象被应用于阵列照明、相位锁定和光学存储中,同时也成为光束准直性测量和光波波前、温度和位移等检测的重要光学技术方法。随着研究的深入,光栅泰伯效应这一传统的衍射光学现象也扩展到了非线性光学、原子光学和量子光学等不同学科领域,有力地促进了不同学科的交叉发展。设计孔径结构调控衍射能量的空间分布是衍射光学器件功能设计中的首要任务,也是研究光学衍射的主要目的。在衍射研究的处理中,孔径和光栅衍射单元的边界是平滑的,然而事实上,任何制作技术很难做到这一点。实际制造的孔径和光栅的边缘往往是粗糙的。鉴于此,本论文围绕着调制边界的孔径和光栅及其菲涅耳衍射开展研究,给出调制边界定量描述,理论推导了调制边界孔径和光栅衍射的光强分布,实验测量调制边界孔径和光栅的衍射图样,探究孔径与光栅的菲涅耳衍射随调制边界的演化规律。本文的具体内容安排如下:第一章为本文的绪论,首先介绍标量衍射的基本理论,包括惠更斯原理、惠更斯—菲涅耳原理、基尔霍夫衍射理论、瑞利—索末菲理论、菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射理论等标量衍射的基本理论,并就这些基本衍射理论的适用条件给出明确的界定。其次分析基于这些理论开展的孔径与光栅衍射的研究现状,提出边界随机调制的孔径与光栅衍射研究的必要性。第二章主要介绍边界调制的孔径与光栅的产生方法。衍射孔径的形状为圆孔和椭圆孔两种,调制边界包括正弦边界和随机边界。实验制作的孔径粗糙边界满足高斯统计分布,因此采用高斯统计模型中粗糙度w和横向相关长度ξ这两个参数来描述。而光栅的边界则采用S.K.Sinha提出的自仿射分形统计模型,当α=1时,这一模型自然退化为高斯统计模型。此时用粗糙度w、横向相关长度ξ和粗糙指数α这三个参数来描述光栅的粗糙边界。此外,借助于计算机程序模拟产生了相应的边界,从而获得了调制边界的孔径和光栅,为后面工作的开展打下基础。第叁章从理论计算、数值模拟、实验测量上对边界调制孔径的菲涅耳衍射进行研究。理论上,根据标量衍射理论和统计光学原理推导圆孔与椭圆孔菲涅耳衍射的解析表达式。通过数值模拟给出不同边界调制参数的孔径在不同衍射距离处的衍射图样,对比平滑边界圆孔与椭圆孔的衍射,分析孔径形状和边界参数对衍射的影响。借助于空间光调制器获得孔径样品,搭建光路,完成边界调制孔径的衍射的实验测量。实验验证理论分析和数值模拟的结果。这项研究不仅有助于加深对衍射理论的理解,而且获取的特征衍射图样可促进其在光束整形和光学微操控等中的应用。第四章主要开展调制边界光栅的菲涅耳衍射的研究。根据第二章的原理,模拟产生调制边界光栅,数值计算了调制边界光栅的衍射光强分布,分析了光栅泰伯像随光栅边界调制参数的演化规律。为合理解释这些现象,借助于标量衍射理论和统计光学原理,对边界调制光栅的菲涅耳衍射进行了理论推导,给出了调制边界光栅的衍射光强的解析表达式。实验上借助于液晶光调制器获得光栅样品,测量了调制边界光栅在不同泰伯距离处的衍射光强,直观展示边界调制参数对光栅衍射的影响。这些结果对于评价实际光栅的衍射自成像及推广其应用研究具有一定的指导意义。第五章给出本文的总结,并结合目前衍射光学的研究进展,做出下一步的工作计划。(本文来源于《山东师范大学》期刊2016-04-13）
韩振海[6]（2015）在《基于不同FFT算法的方形环带菲涅耳衍射场分布》一文中研究指出利用标量衍射理论和快速傅里叶变换方法,对平面光波通过方形环带产生的衍射场进行了计算机模拟实验.模拟实验采用了3种不同的FFT方法,比较分析了其对应的衍射结果有所不同,并和实际的衍射实验结果进行了对比,进一步验证了相关文献中与选择算法有关的衍射特征距离判据.(本文来源于《物理实验》期刊2015年11期）
阿不都热苏力[7]（2014）在《多矩孔菲涅耳衍射的数值模拟》一文中研究指出本文由衍射积分公式出发,利用数值模拟方法对多矩孔的菲涅耳衍射进行分析,基于菲涅耳衍射积分法,提出了一种针对多矩孔菲涅耳衍射的数值算法,同时给出了相应的Matlab程序以及仿真结果。从数值分析结果可以看出,该研究结果对于实验验证和计算较为复杂的多矩孔菲涅耳衍射现象具有重要的理论参考意义。(本文来源于《激光杂志》期刊2014年12期）
何孝卫,杨丽婷,杨光富,任继阳[8]（2014）在《圆孔菲涅耳衍射的蒙特卡罗数值模拟》一文中研究指出基于惠更斯-菲涅耳原理,运用蒙特卡罗方法,采用matlab编程实现圆孔的菲涅耳衍射数值模拟,得到了平面波经过圆孔的衍射图样和光强分布曲线,与理论计算结果有较好的一致性,为深入理解光的衍射现象提供了直观形象的物理图景.(本文来源于《云南大学学报(自然科学版)》期刊2014年S2期）
阿不都热苏力[9]（2014）在《多缝菲涅耳衍射的数值模拟》一文中研究指出从惠更斯-菲涅耳原理出发,利用matlab软件对多缝菲涅耳衍射进行分析,基于菲涅耳衍射积分法,提出了一种针对多缝菲涅耳衍射的数值算法,同时给出了相应的Matlab程序以及仿真结果.从数值分析结果可以看出,该研究结果对于实验验证多缝菲涅耳衍射现象具有重要的理论参考意义.(本文来源于《喀什师范学院学报》期刊2014年06期）
刘志辉[10]（2014）在《大口径菲涅耳衍射微透镜阵列高功率半导体激光光束匀化》一文中研究指出高功率半导体激光器（Laser Diode Array，简称LDA）因其高电光转换效率、小体积、低成本、质量轻、寿命长、高可靠性等优点而广泛地应用于工业激光加工、医疗、军事、科研等诸多领域。LDA还是一种非常重要的照明光源和泵浦光源，这些应用需求对光束质量都有着比较严格的要求，即：均匀的能量分布、较高的能量利用率、多样的光斑外形以及尺寸。然而，半导体激光的强度分布在快慢轴方向上严重失衡，需要对其整形匀化，使光斑的强度均匀分布，能量利用率高。微透镜阵列（Micro-lens Array，简称MLA）在光束整形方面的理论、应用已经非常成熟，具有结构紧凑，稳定性好，安装和调试比较方便，可同轴使用及透过率高等优点，其缺点是由于制作工艺水平的限制，微透镜阵列存在过渡区，填充比不高，面型难以控制的问题；而菲涅耳微透镜（Fresnel Micro-lens，简称FML）是一种典型的衍射光学元件，具有体积小、填充比高、特征尺寸小、理论衍射效率高、色散矫正能力好、设计自由度多等优点，同时具备传统折射微透镜的所有功能。综合两者的优势，取长补短，本文提出了采用大口径菲涅耳微透镜阵列对高功率半导体激光光束进行整形匀化的方法。文章首先介绍了微透镜阵列在光束匀化方面的研究现状以及光束整形的方法，然后基于标量衍射理论，介绍了菲涅耳衍射微透镜的设计理论与方法，并设计了菲涅耳微透镜阵列高功率半导体激光光束匀化系统。基于菲涅耳衍射公式，采用数值模拟的方法对系统进行了模拟仿真，分析了各种因素对焦斑均匀性的影响，最后通过实验验证了该系统的可行性，所获焦斑强度均匀性在快轴方向的均方根为12.34%，能量利用率为96.60%；慢轴方向的均方根为5.42%，能量利用率为95.74%。该系统实现了对光束的整形匀化，并解决了传统折射微透镜阵列难以实现高填充因子、高精度面型的难题。(本文来源于《中国科学院研究生院（光电技术研究所）》期刊2014-05-01）
菲涅耳衍射论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
为满足特定观测区域光波场的较高空间分辨率要求,提出一种在衍射计算中引入虚拟光波场,利用初始光波场的取样数表示观测平面任意区域衍射场的计算方法。通过应用该方法对具体实例进行模拟计算,结果表明该方法在观测区域所获得的有效信息量增加,所获得的衍射场空间分辨率可以达到5.2×10-3 mm/pixel,而S-FFT计算获得的衍射场空间分辨率为26.6×10-3 mm/pixel。并且在基于该方法的彩色数字全息波前重建的实验研究中,所得结果表明该方法能够取得更好的重建效果。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
菲涅耳衍射论文参考文献
[1].汪香香.基于菲涅耳衍射逼近的3D重构计算研究[D].安徽大学.2018
[2].刘志强,宋庆和,刘超,桂进斌,李俊昌.基于虚拟光波场的菲涅耳衍射计算及应用研究[J].应用光学.2018
[3].张茜翎子,马琼美,任继阳,姜光琼,李菊梅.平面波菲涅耳衍射的蒙特卡罗数值模拟[J].高师理科学刊.2017
[4].崔海瑛.菲涅耳衍射仿真分析[J].科技创新与生产力.2017
[5].崔玉伟.边界调制孔径与光栅的菲涅耳衍射特性的研究[D].山东师范大学.2016
[6].韩振海.基于不同FFT算法的方形环带菲涅耳衍射场分布[J].物理实验.2015
[7].阿不都热苏力.多矩孔菲涅耳衍射的数值模拟[J].激光杂志.2014
[8].何孝卫,杨丽婷,杨光富,任继阳.圆孔菲涅耳衍射的蒙特卡罗数值模拟[J].云南大学学报(自然科学版).2014
[9].阿不都热苏力.多缝菲涅耳衍射的数值模拟[J].喀什师范学院学报.2014
[10].刘志辉.大口径菲涅耳衍射微透镜阵列高功率半导体激光光束匀化[D].中国科学院研究生院（光电技术研究所）.2014
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