【矢量射线衍射积分】利用惠更斯积分传播电磁场和光线追迹实现数值计算的方法研究附Matlab代码

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🔥 内容介绍

在电磁工程、光学成像、无线通信等领域，电磁场的精确传播与数值计算是核心技术难题。传统标量衍射理论（如菲涅尔 - 基尔霍夫积分）仅适用于弱衍射、近轴近似场景，难以满足复杂结构（如微纳光学器件、非均匀介质环境）下的矢量电磁场计算需求。而矢量射线衍射积分作为描述矢量电磁场传播的核心理论，可完整保留电场与磁场的偏振特性、耦合关系，为复杂场景下的电磁场分析提供精准的数学模型。

当前电磁场数值计算面临两大挑战：一是惠更斯积分在处理非均匀介质、复杂边界时存在积分域求解困难，导致计算精度与效率难以兼顾；二是光线追迹技术虽能快速追踪射线传播路径，但在衍射区域易出现 “几何阴影区” 场强计算失效问题。为此，本研究聚焦矢量射线衍射积分的数值实现，融合惠更斯积分的电磁场传播物理本质与光线追迹的路径快速定位能力，构建兼顾精度、效率与适用范围的电磁场数值计算方法，为微纳光学设计、电磁兼容分析等工程问题提供理论支撑与技术工具。

二、矢量射线衍射积分与惠更斯积分的理论基础

三、融合光线追迹的矢量射线衍射积分数值计算方法构建

⛳️ 运行结果

🔗 参考文献

[1] 高震宇,方伟,宋宝奇,等.基于惠更斯点扩散函数的光谱响应函数仿真[J].光子学报, 2015(10):6.DOI:10.3788/gzxb20154410.1030002.

[2] 陈丰.基于Risley棱镜的阵列光束偏转技术研究[D].中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所)[2025-09-06].DOI:CNKI:CDMD:2.1018.828913.

[3] 杨雨川.高能短脉冲激光相干合成技术研究[D].国防科学技术大学[2025-09-06].DOI:10.7666/d.d202465.

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