物理光学电子作业-1

物理光学电子作业-1要求1、单色波的叠加：一个光波由两列单色光波叠加组成：222111coscostEtEE，其中：222111cos2,cos1tEEtEE请在下列情况下，用matlab画出在t从1310~0时间内，合成波的图形。(1)同频率同振动方向波的叠加：当1421211021，EE时，并且E1和E2的振动矢量方向平行；请画出下面三种情况下（相位发生变化）E1、E2、E及2EI的（I代表光强）的波形图，并说明结果I曲线的意思（干涉效应）：（每种情况用一张图，每个图中4条曲线分别为E1,E2,E,I）a)002,1，B)2/02,1，C)6/021，(2)同频率波的正交叠加：当1421211021，EE时；如果E1和E2的振动方向不同，则合成波写为：jEEiEEEyyxx2121；请画出下面两种情况下（振动方向或相位发生变化）的波形图：a)E1在x方向振动，E2在与x方向夹角45度的方向上振动；分别画出x方向Ex和y方向Ey的合成波。1=0，2=0（x方向有偏光干涉）b)E1在x方向振动，E2在与y方向上振动；画出合振动矢量E随时间的变化曲线，即合成波矢量末端的运动轨迹。1=0，2=2/。采用plot3指令画图。（波的偏振叠加-园偏振光）(3)不同频率波的叠加-拍：当121EE,振动方向相同，1=0，2=01421314110210102，时；画出合振动矢量E和光强I随时间的变化曲线。（合成波的振幅被调制，I（光强）有波包出现）；2、圆孔衍射的光强分布为：21okakaJII001.0,10,26ak，是圆孔半径；是衍射角；kaJ1是一阶一类贝塞尔函数（matlab函数库中有），请用matlab画出圆环衍射屏的一维和两维衍射光强分布（取值范围p/1500以内）。数学模型平面波的叠加波的独立传播原理：几个波的传播,互不干扰,按照各自的规律传播。波的迭加原理：几个波在相遇点产生的合振动是各个波单独产生的振动的矢量和。（1）频率、振动方向相同单色波的迭加（2）两个频率相同、振动方向互相垂直的光波的迭加椭圆偏振光：两个频率相同、振动垂直单色光波迭加。（3）不同频率（很小很小）同向传播的单色光波迭加光学拍-（光外差）仿真（1）aE1、E2、E及2EI的波形图（1）bE1、E2、E及2EI的波形图（1）cE1、E2、E及2EI的波形图（2）a同频率波的正交叠加Ex波形Ey波形（2）bE随时间t变化的曲线（3）不同频率波的叠加-拍2.圆孔衍射夫琅禾费衍射一维光强分布二维光强分布结果分析1（1）a合成波振幅变为原来两倍，相位不变，其他不变（1）b合成波相位振幅改变，其他不变（1）c合成波相位振幅改变，其他不变同频率同振动方向不同相位波的叠加，相位振幅可能发生改变，其他不变（2）同频率波的正交叠加可以形成椭圆偏振光（3）不同频率波的叠加-拍光波振幅相位不稳定，能形成波包2光斑中心出现一个较大的亮斑，外围是一些较弱的明暗相间的同心圆环，在以第一暗环为边界的中央亮斑约占整个入射光强的80%，我们把这个中央亮斑叫做艾里斑附件：matlab代码（1）.At=0:10^(-16):10^(-13);w=2*pi*10.^(14);E1=cos(w*t);E2=cos(w*t);E=E1+E2;figure(1)plot(t,E1,t,E2,t,E,t,E.^2)（1）Bt=0:10^(-16):10^(-13);w=2*pi*10.^(14);E1=cos(w*t);E2=cos(w*t+pi/2);E=E1+E2;figure(1)plot(t,E1,t,E2,t,E,t,E.^2)（1）Ct=0:10^(-16):10^(-13);w=2*pi*10.^(14);E1=cos(w*t);E2=cos(w*t+pi/6);E=E1+E2;figure(1)plot(t,E1,t,E2,t,E,t,E.^2)（2）At=0:10^(-16):10^(-13);w=2*pi*10.^(14);E1x=cos(w*t);E1y=t*0;E2x=cos(w*t)*(2^0.5)/2;E2y=cos(w*t)*(2^0.5)/2;Ex=E1x+E2x;Ey=E1y+E2y;figure(1)plot(t,Ex);figure(2)plot(t,Ey);（2）Bt=0:10^(-16):10^(-13);w=2*pi*10.^(14);E1x=cos(w*t);E1y=t*0;E2x=t*0;E2y=cos(w*t+pi/2);Ex=E1x+E2x;Ey=E1y+E2y;figure(1)plot3(t,Ex,Ey);（3）t=0:10^(-16):10^(-13);w1=2*pi*(10.^(14)+10.^(13));w2=2*pi*10.^(14);E1=cos(w1*t);E2=cos(w2*t);E=E1+E2;figure(1)plot(t,E)figure(2)plot(t,E.^2)2.k=2*pi*1000000;a=0.001;x=-pi/1500:pi/1500000:pi/1500;y=x.*k.*a;I=(besselj(1,y)).^2./y.^2;figure(1)plot(x,I);figure(2)ym=4000*10^-6;ys=linspace(-ym,ym,300);xs=ys;fori=1:300y1=a.*k.*sqrt(xs(i)^2+ys.^2);I=(besselj(1,y1)).^2./y1.^2;b(:,i)=(I)'.*5000;endimage(xs,ys,b)colormapgray