空间滤波实验的Matlab Gui仿真

成纯富等

[摘要]介绍了空间滤波实验的基本原理，利用Matlab Gui对空间滤波实验进行了仿真。仿真界面友好、内容丰富，仿真界面不但给出了实际的空间滤波实验光路，而且仿真结果验证了所有的空间滤波实验现象。

[关键词]Matlab Gui 空间滤波实验 频谱

一、引言

空间滤波实验是信息光学实验中的一个经典实验，但由于光学实验光路调整较麻烦，再加上学生对空间滤波实验的原理没理解透，导致大部分学生做实验时，效率低下，实验现象不明显，严重的调不出实验现象。为了加深学生对空间滤波实验的理解，近年来有不少人已经开展了该实验仿真工作，但目前该实验的仿真要么缺乏直观的界面[1]，要么界面不够友好，不够丰富[2]，比如界面中没有给出实际的实验光路等。针对上述情况，本文对空间滤波实验进行了Matlab Gui仿真，仿真界面友好、内容丰富，仿真界面不但给出了实际的空间滤波实验光路及注意事项，而且仿真结果验证了所有的空间滤波实验现象，使学生更能深刻理解空间滤波实验现象。

二、空间滤波实验的原理

空间滤波实验的原理源于阿贝成像原理，其原理图如图1所示[3]，阿贝成像原理认为：透镜成像过程可分为两步，第一步是通过物的衍射光在系统的频谱面上形成空间频谱（夫琅和费衍射图样），这是衍射所引起的“分频”作用；第二步是代表不同空间频率的各光束在像平面上相干叠加而形成物体的像，这是干涉所引起的“合成”作用，这也是人们常说的“两次衍射成像理论”。……