MATLAB 기반 전산광학 설계 및 시뮬레이션 실습 보고서

1. 서론

이 실습에서는 MATLAB을 활용하여 전산광학 설계 및 시뮬레이션의 기본 원리를 탐구했다. 빛의 회절 현상을 이해하고 이를 MATLAB 환경에서 구현하는 과정을 통해, 프로그래밍적 사고와 광학 이론의 접목에 대한 이해도를 높일 수 있었다. 특히, 단일 슬릿과 원형 구멍을 통과하는 빛의 회절 패턴을 시뮬레이션하면서 슬릿 폭과 구멍 지름, 파장 등의 변수가 회절 패턴에 미치는 영향을 정량적으로 분석했다. 시뮬레이션 결과는 프라운호퍼 회절 이론의 예측값과 비교 분석하여 이론적 배경과 실제 시뮬레이션 결과의 일치성을 검증했다. 이를 통해 회절 현상에 대한 깊이 있는 이해와 더불어 MATLAB을 이용한 수치 해석 능력을 향상시킬 수 있었다.

푸리에 광학 이론을 바탕으로 회절 패턴을 푸리에 변환을 이용하여 분석하는 방법을 익혔다. 다양한 형태의 슬릿과 구멍에 대한 회절 패턴을 시뮬레이션하고 그 결과를 푸리에 변환을 통해 분석함으로써 공간 영역과 주파수 영역 사이의 관계를 명확히 이해할 수 있었다. 특히 복잡한 형태의 회절 패턴에 대해서도 푸리에 광학 이론을 적용하여 회절 패턴의 특징을 효과적으로 분석하고 해석하…