光学仿真课程设计实验报告Xl*AN UNIVERSITY OF POSTS & TELECOMMUNIICAT1ON51(9柔电奋邀课程名称: 光学仿真课程设计 姓名: 学
院: 系部: 专业: 年级: 电子工程学院光电子技术系
号:
指导教师: 职称:
时间:
李晓莉
讲师
2013-11-18 至2013-11-29
罗马法原论一、实验目的
对一些常见光波进行傅里叶变换计•算并绘出频谱图，总结影响频谱宽窄的因素。
二、实验原理
E(t) = E o e_i2TTVot-oo < t < oo
式中，E。、u°为常数，且E°可以取复数值。由
「8
E(u) = F[E(t)] = j E(t)e~i21wt dt
式，它的频谱为-8
E(U)= f E()e-i2nvot e i2nvt dt
丿一8
=Eo J二e—i2"(u-w)tdt
=E0S(v — u0)
该式说明，等幅振荡光场对应的频谱只含有一个频率成分u°，我们称其 为理想单振动。其功率谱为|E(u)|2，如图所示。
2)持续有限时间的等幅振荡其表达式为(设振幅等于1)
T T e-i2nv o t ——< t < -
E(t)= ， 2 亠2
三星i339
0, 其它
这时
T
E(u) = J^e-i2TTVot e2nut dt
_T siniTT(v-v0) TT T(U— Uo)
或表示成E(u) = Tsinc[T(v - u0)]
其相应功率谱为|E(v)|2 = T2sinc2[T(u - v0)] 如图所示。
可见，这种光场频谱的主要部分集中在从U］到U2的频率范围之内，主峰中
心位于U。处，U。是振荡的表现频率，或称为中心频率。
为表征频谱分布特性，定义最黑近Uo的两个强度为零的点所对应的频率
5和5之差的一半为这个有限正弦波的频谱宽度△ Vo
由|E(u)|2 = T2sinc2［T(v - v0)］式，当u = |E(v0)|2=T2;
当u = u°土半时，|E(u)| = 0，所以有△u=g因此，振荡持续的时间越长，频
谱宽度愈窄。
苏拉 沙玛3)衰减振荡其表达式可写为E(t) =t ；0
相应的E(v)为E(v) = J二广％-辽心％：22左
oo
e i[2n(v-v0)+ip]t(lt
2n(y)- u0) + ip
功率谱为
|E(v)|2 = E(v)E\v)
_ 1
4ir2(v — u°)2 + 俨如图所示。
\EM\S
1 dfc
VtiVi "
可见，这个衰减振荡也可视为无限多个振幅不同、频率连续变化的简谐振荡的叠加，Uo为其中心频率。这时，把最大强度一半所对应的两个频率U2和U］之差AU，定义为这个衰减振荡的频谱宽度。
由于U*2(或Uj, |E(%)|2=宇，即4代爲2邛严詁化简后得(1)2 - Uo)=舟所以△ V = v2 - Ui = (u2 - Uo) + (v0 - uj =半
持续有限时间等幅震荡
yt2=Eo*exp (-2i*pi *f*t2)*(heaviside
(t2+tao)-heavisid e (t2~tao))
Yw2=fourier(yt2)
网中网
显示函数ezplot (t2, yt2,[
-2,2])
ezplot(w2, abs (Y w2), [-22, 10]) 衰减震荡yt3=Eo*exp
(-B*t3)*e xp (-2i*pi*f. *t3)*(h eaviside (t3)) Yw3=fourier(yt3
万盛区委书记显示函数
ezplot (t3, yt3,[-
1,101)
ezplot(w3, abs (Yw
3), [-10, -2])
三、实验流程及程序流程图：
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
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