摘要：隨著科學技術的迅速發展，計算機模擬技術已廣泛應用在教學和科研當中，本文提出利用MATLAB軟件模擬傅里葉光學實驗的方法，該方法的優點是操作簡單靈活，能完成一般的光學實驗。
　　關鍵詞：MATLAB；光學實驗
　　
　　1引言
　　美國Mathworks公司推出的MATLAB，是一種集數值計算、符號預算、可視化建模、仿真和圖形處理等多種功能于一體的優秀圖形化軟件。本文介紹了通過MATLAB軟件編程模擬光學實驗的方法。
　　計算機模擬為衍射實驗的驗證提供一條簡捷、直觀的途徑。從而加深了對物理原理、概念和圖像的理解。
　　
　　2仿真方法
　　大學教學課程中引入計算機模擬技術正日益受到重視，用MATLAB軟件做光學試驗的模擬，只需要用數學方式表達和描述，省去了大量繁瑣的編程過程。下面來介紹利用MATLAB進行光學模擬的方法。
　　在利用計算機來實現傅里葉變換的過程中，由于計算機中圖像的存儲使用是數字形式，連續的傅里葉變換不適用于計算機的處理，所以在計算機中的傅里葉變換一般都采用離散傅里葉變換（DiscreteFourierTransform——DFT）。在計算機中使用離散傅里葉變換主要是基于以下幾個原因：
　　(1)離散傅里葉變換的輸入輸出都是離散值，方便計算機的運算操作。
　　(2)采用離散傅里葉變換，可以用快速傅里葉變換(FFT)算法來實現，以提高計算速度。
　　為了降低運算量，在計算離散傅里葉變換時，通常采用快速傅里葉變換來實現，其算法思想：
　　(1)首先將原圖像進行轉置。
　　(2)按行對轉置后的圖像矩陣作一維FFT，將變換后的中間矩陣再轉置。
　　(3)對轉置后的中間矩陣作一維FFT，最后得到的就是二維FFT。
　　物體圖像的生成可以直接由矩陣運算生成，也可利用Windows下的畫圖工具，生成一幅黑白圖像，可調用命令函數imread（）輸入圖像，輸入的圖像是一個巨大的二維矩陣，利用MATLAB的fft2（）命令對該矩陣進行二位離散傅立葉變換，得到圖像的頻譜，該頻譜是一個復數矩陣，然后用取模函數abs（）對該復數矩陣取模，得到振幅譜矩陣，利用函數fftshift（）對取模后的矩陣進行頻譜位移，使直流分量移到頻譜中心，從而使FFT頻譜可視效果與實際圖像相吻合。最后利用imshow（）函數將圖像顯示出來。
　　
　　3仿真實驗結果
　　3.1矩孔衍射：

　　3.2圓孔衍射

　　3.3字母衍射

　　
　　4總結
　　通過以上討論可以看出，利用Matlab強大的影像處理功能模擬傅里葉光學實驗是成功的，而且圖像也比較逼真，我們認為，傅里葉光學中引入計算機模擬是可行的有必要的，而且具有良好的應用前景。
　　
　　5參考文獻：
　　1陳懷琛《Matlab及其在理工課程中的應用指南》，西安電子科技大學出版社
　　2胡守信、李柏年，《基于MATLAB的數學實驗》，科學出版社