Python光学仿真之对光的干涉理解学习
作者：微小冷 发布时间：2021-05-24 04:47:52
标签：光学仿真,干涉
光的干涉
干涉即两束光在叠加过程中出现的强度周期性变化情况，其最简单的案例即为杨氏双缝干涉。
如图所示，光从 S S S点发出，通过两个狭缝 S 1 , S 2 S_1,S_2 S1,S2，最终汇聚在右侧的干涉屏上，在不同位置处将会产生不同的相位差。
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
#两束光叠加
waveAdd = lambda I1,I2,theta : I1+I2+2*np.sqrt(I1*I2)*np.cos(theta)
#同一束光经过小孔之后的光程差，dSlit为小孔间距,dWave为波长
#point为衍射屏上某点，theta为衍射屏相对小孔所在直线倾角
def interSlit(dSlit,point=(1,1,1),n=1,dWave=1.06e-6):
pVar = sum(np.array(point)**2) + 0.25*dSlit**2
delt = 2*np.pi*n/dWave*(
np.sqrt(pVar+point[0]*dSlit)-
np.sqrt(pVar-point[0]*dSlit))
return delt
#杨氏干涉，只考虑x方向
#dSlit：小孔间距；dScreen：衍射屏距离
#nGrid：网格个数；dGrid：网格间距
def interYang(dSlit=1e-3,dScreen=1,n=1,I1=1,I2=1,
dWave=1.06e-6,nGrid=500,dGrid=1e-5):
xAxis = np.arange(-nGrid,nGrid+1)*dGrid
I = [waveAdd(I1,I2,interSlit(
dSlit,(x,0,dScreen),n,dWave))
for x in xAxis]
plt.plot(xAxis,I)
plt.show()
得到的衍射强度图为
双缝干涉是一个非常实用的模型，可以应用到许多光学装置中，例如Fresnel双面镜，Fresnel双棱镜，Lloyds镜，Billet剖开透镜等等。其中Frenel双面镜如图所示
光源入射到双面镜之后在镜后产生了两个像点 P , Q 二者相当于一对小孔，于是可以在右侧的干涉屏上产生干涉。
其仿真过程与杨氏干涉只差一个小孔的转换，图像亦如出一辙。
#alpha为双镜锐角，dSA为光源到劈点距离，dScreen为S像点连线到干涉屏距离
def lensFresnel(alpha=0.1,dSA=1e-3,dScreen=1,
n=1,I1=1,I2=1,dWave=1.06e-6,
nGrid=500,dGrid=1e-4):
dSlit = 2*dSA*np.sin(alpha)
interYang(dSlit,dScreen,n,I1,I2,dWave,nGrid,dGrid)
来源：https://blog.csdn.net/m0_37816922/article/details/109568347
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