单缝衍射虚拟实验的激光测量数值模拟

作者：韩晓静; 王喜魁; 王运滨^*

来源：激光杂志, 2021, 42(07): 161-165.

DOI：10.14016/j.cnki.jgzz.2021.07.161

• 单缝衍射
• 激光测量
• 数值模拟
• 光强分布

为了在激光单缝衍射虚拟实验中获得准确的光强分布与缝宽数值,同时探究影响实验结果精度的关键因素,对单缝衍射虚拟实验激光测量过程进行数值模拟。分析基模激光光束在衍射平面上光强和相位的不均匀性,及其对单缝衍射光强分布的影响,利用透镜将激光按照匹配要求输入到激光处理器中,设计一种双透镜架构方案降低单缝衍射实验偏差;采用菲涅耳—基尔霍夫衍射积分方程,推算接收屏内的光强极大与极小处固定关系,获取缝宽计算公式;将面元当作线元,利用积分运算与离散处理得到光振动解析式,通过衍射角改变模式获得接收屏内的光强分布图,完成实验全部过程。经过数值模拟计算可知,激光单缝衍射实验的衍射图像由喇叭口衍射和单缝衍射共同组成,实验光强分布图像左右峰值相同,证明推导过程具备较好可靠性,可为光学实验教学提供理论参考。

• 单位
  沈阳化工大学; 沈阳科技学院