高斯光束光强分布matlab

高斯光束是一种理想的激光束模型，其特点是光强沿着传播方向呈高斯分布。在数学上，高斯光束的光强分布可以用二维高斯函数来描述。在MATLAB中，我们可以使用内置函数和编程技巧来模拟和绘制高斯光束的光强分布。

以下是一个简化的MATLAB代码示例，用于生成和显示一个二维高斯光束的光强分布：

% 参数设置
w0 = 1;        % 束腰半径
lambda = 633e-9; % 光波长，单位：米
k = 2*pi/lambda; % 波数
z = 0;         % 距离束腰的位置
x = linspace(-0.01, 0.01, 1000); % 横向位置数组
[X, Z] = meshgrid(x, z); % 生成网格点
w = w0 * sqrt(1 + (z / (k*w0^2))^2); % 计算任意位置的束腰半径

% 计算高斯光束的光强分布
I = (1 / (pi*w^2)) * exp(-2*(X.^2 ./ w.^2));

% 绘制光强分布图
figure;
surf(X, Z, I);
xlabel('横向位置 (m)');
ylabel('纵向位置 (m)');
zlabel('归一化光强');
title('高斯光束的光强分布');

这段代码首先定义了高斯光束的一些基本参数，例如束腰半径`w0`和光波长`lambda`。然后，它创建了一个横跨光束截面的网格，并计算了在特定位置`z`的束腰半径`w`。接着，使用二维高斯函数公式计算了该位置的光强分布`I`。最后，使用`surf`函数绘制了高斯光束的三维光强分布图。

需要注意的是，这里只展示了在单一位置`z`的横截面光强分布。在实际应用中，高斯光束的光强分布会随着传播距离`z`的变化而变化，因此可能需要进一步的计算和绘图来展示这一特性。