基于Matlab与VB光栅衍射综合实验仿真.docVIP

基于Matlab与VB光栅衍射综合实验仿真 　　摘要：以光栅衍射为例，编写了基于Matlab的仿真程序。利用DLL接口技术，结合Matlab强大的科学计算功能以及Visual Basic的可视化功能，通过改变输入参数实现了对光栅衍射、单缝衍射、杨氏双缝干涉以及多光束干涉的光学实验进行生动形象的仿真模拟。实验结果的图样细致逼真，可为光学的理论分析和实验教学提供新的有效辅助手段，并为相关课件的设计提供了新的途径。 　　关键词：Matlab； Visual Basic； 光栅； DLL 　　中图分类号：G434； TP311文献标识码：A文章编号：1004?373X(2012)04?0057?05 　　 　　Synthetic Experiment Simulation of grating diffraction Based on MATLAB and VB 　　ZHAO Hua?fen, KONG De?ming 　　(Dept. of Physical Science and Technology, Central South University, Changsha 410083, China) 　　 　　Abstract： Taking the grating diffraction as an example, the simulation program based on MATLAB is compiled, and then using the interfacing technology of DLL, combining MATLAB powerful function of scientific calculation and visualization function of Visual Basic, the optical experiments of grating diffraction, single slot diffraction, Young′s double?slit interference and multi?beam interference are imitated vividly by changing the input parameters. The patterns of the experiment are delicate and distinct. It offers a new effective supplementary means for optical theory analysis and experiment teaching. In addition, it provides a new way for courseware design. 　　Keywords： Matlab; Visual Basic; grating diffraction; multi?beam interference; DLL; interface 　　 　　 　　收稿日期：2011?09?10 　　基金项目:教育部高等学校物理基础课程教学指导分委员会资助项目(WJZW?2010?47?2n)0引言 　　随着信息技术的发展，光学实验的计算机仿真在科学工程以及光学教学方面引起了广大工作者的广泛关注［ 1?2］。但是，过去大多光学仿真软件的开发都是基于Flash，Photoshop，3DMax之类的图像软件，而这类软件对光学实验规律和过程很少涉及，很难做到真正的交互使用。因此，在开发波动光学仿真系统时应选择计算功能强、人机界面好的软件作为基础。 　　目前，越来越多的教学工作者采用Matlab软件进行仿真软件的开发［ 3?6］。虽然Matlab软件提供了强大的科学运算、图像处理、高效??活的程序设计方法、以及便捷的与其他软件间进行数据交换的功能，但是Matlab在交互式、可视化、高水平仿真图像、人性化仿真界面和快速开发等方面远远比不上Visual Basic(VB)。 　　VB是一种超强的可视化编程语言，但是VB 只提供了基本的数学函数库，如果使用 VB 编写特殊功能的数学函数库,必须要求用户对算法有深入的理解。因此，如果能结合Matlab与VB各自的优势开发仿真软件是一种很好的方案。但是，鉴于Matlab及VB软件之间的接口存在一定的难度，目前将Matlab及VB结合仿真光学实验的报道还比较少见［7］。因此，还有大量的工作需要去探讨与研究。 　　本文借助Matlab与VB各自的优势，通过Matlab及VB之间的接口技术，在VB界面改变输入参数并调用Matlab编写的函数程序，实现同一个程序仿真光栅衍射、单缝衍射、杨氏双缝干涉以及多光束干涉的