Matlab 菲涅耳与夫琅禾费衍射仿真专题
从标量衍射理论、近场与远场判据，到采样、FFT 尺度和强度守恒检查，给出 Matlab 波动光学仿真的可核验路线。
先用免费参数工具检查
开始编码前，可使用菲涅耳数、近远场与 FFT 采样规划器核对 Fresnel 数、输出采样和主瓣尺度。工具只给风险提示，最终仍要做网格与窗口收敛检查。
先判断要算近场还是远场
菲涅耳衍射用于有限传播距离的近场演化；夫琅禾费衍射是远场近似，可与孔径函数的傅里叶变换联系。不要只根据图样像不像来选模型，应同时核对波长、孔径特征尺寸和传播距离。
可复现的仿真流程
- 统一波长、空间坐标、孔径尺寸和传播距离的单位
- 根据孔径函数构造复振幅，而不只是二值图像
- 在传播前明确空间采样间隔、网格数和观察面尺度
- 分别计算菲涅耳与夫琅禾费结果，保留振幅和强度
- 检查 FFT 平移、频率坐标和观察面坐标映射
- 使用圆孔、单缝等有已知特征的案例做尺度验证
- 保存参数、图像与数值指标，便于重复实验
最常见的数值陷阱
- 采样间隔过大，导致二次相位或衍射图样混叠
- 漏掉
fftshift或频率坐标顺序与数据不一致 - 把振幅绝对值当成强度，忘记强度与振幅模平方有关
- 每张图都独立归一化，掩盖了不同距离间的能量差异
- 只展示伪彩色图，没有中心截面和定量指标
如何判断代码是否适合
如果你的任务是标量、傍轴、自由空间传播，可先核对下方资料的输入孔径、距离扫描和绘图部分。若涉及非傍轴、偏振、矢量场或介质边界，则需要更高阶的传播模型，不应强行套用。
官方核对入口
按任务选择资料
先核对问题、环境和交付清单；不需要的资料不必购买。