全文总字数：2940字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

光学仿真技术作为虚拟实验手段己经成为计算机应用的一个重要分支。光学衍射仿真过程是以仿真程序的运行来实现的。仿真程序在运行过程中还可以显示出系统运动时的整个过程和在这个过程中所产生的各种现象和状态。另计算机仿真具有良好的可控制性、无破坏性、可复现性、易观察性 。所以仿真光学实验也可应用于基础光学教学， 来形象地说明光学中抽象难懂的理论。光学实验需要稳定的环境和高精密的仪器，因此在教学中会受到限制。为了克服以上限制，可采用计算机仿真光学实验。外具有观测方便，过程可控制等优点以及借助计算机的高速运算能力，可以反复改变输入的实验条件、系统参数，大大提高实验效率。

国内外研究现状

在科学计算方面，国外的光学实验仿真是在模拟设计和优化光学系统的过程中发展起来的。在这方面，美国走在最前面，其中最具代表性的是劳伦斯利弗莫尔实验室光传输模拟计算软件prop92及大型总体优化设计软件chainop和propsui法上有独到之处，主要体现在其快速傅里叶变换的计算效率很高:软件采用特殊方法能够处理小于计算分辨率的灰尘点的衍射过程以及截止频率小于计算网格分辨最小频率的滤波过程等。 另外，该软件图形显示界面友好，运行稳定。我国用于科学研究的光学实验计算机数值仿真软件虽开发较晚，但也己经取得了显著成绩。特别是年，神光一川原型装置til分系统集成实验的启动为高功率固体激光驱动器的计算机数值模拟的研究创造了条件。目前己基本完成的sg99光传输可靠，模拟计算软件的开发，推出的标准版本基本能稳定运行，对sg99主要计算模块的验证结果表明sg99对能流放大、线性传输、非线性传输的计算是合理可靠的，其中线性传输的计算模块的计算精度与国外同类软件fresnel相当;目前该软件已经应用于神光一Ⅲ主机可行性论证的工作中。

在光学教学方面，国外己有相关的配有光盘演示光学实验的教材，该教材主要针对高年级学生和研究生使用。其中不仅详尽的介绍了几何光学、物理光学、光学成像技术及图像处理技术，而且利用现在普遍使用的软件工具matlab对它们进行了系统的仿真。也有针对理科和工科低年级学生使用的光学教材，该教材使用matchcad绘制各种逼真的光学仪器，创造出仿真的光学实验室，学生可利用其进行探索和发现性学习，充分调动学生的积极性。比如光学菲涅耳衍射与夫琅禾费衍射它们之间的演化规律，清楚地说明二者之间的联系与区别，可以应用仿真形象描述。但是对于光学实验的仿真存在着一些问题缺乏实践性以及数据初始化问题都没有得到根本的完善以及光学信息处理的不精确性。这是就需要实践性强的精确的gui处理界面。这是光学仿真的重要发展方向。

2. 研究的基本内容

本课题使用matlab软件结合所学的物理光学中光的衍射原理，对夫琅禾费衍射实验和菲涅尔衍射的光强分布进行编程运算，包括了单缝，多缝以及矩空缝宽条件下，并输出计算得到的衍射图样分布，对实验现象进行仿真。最后做成了用户可以通过改变不同的输入参数条件下就模拟出不同的衍射实验的gui交互式界面。设置的计算参数观察仿真图样的变化规律，给出物理光学理论解释。 本课题涉及到光学知识，计算机仿真等知识内容的综合运用本文用matlab软件对典型的衍射现象建立了数学模型，对衍射光强分布进行了编程运算，对衍射实验进行了仿真。最后创建了交互式gui界面，用户可以通过改变输入参数模拟不同条件下的衍射条纹。

本论文结构 ：

1光衍射的概述

3. 实施方案、进度安排及预期效果

2016年1月16日------2016年3月31日：开始毕业论文的撰写，并完成初稿交给老师。继续丰富与完善理论体系

2016年4月1日------2016年4月30日：根据老师的修改意见，进行毕业论文的修改。认真准备答辩事宜。

2016年5月1日至5月31日：完成毕业论文的修改，准备答辩。

4. 参考文献

[1] 姚启均. 光学教程[m]. 北京: 高等教育出版社, 2002.

[2] 徐金明. matlab实用教程[m ]. 北京: 清华大学出版社, 2005.

[3] 李海涛, 邓樱. matlab6. 1基础及应用技巧[m]. 北京: 国防工业出版社2002.