请帮我写一个matlab模拟高斯光束的吸收和自聚焦效应模拟的代码
时间: 2024-03-18 17:40:40 浏览: 165
高斯光束的matlab仿真(20211029163655).pdf
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以下是一个简单的 Matlab 代码,用于模拟高斯光束的吸收和自聚焦效应:
```matlab
clear all;
close all;
% 定义仿真参数
nx = 100; % x 方向网格数
ny = 100; % y 方向网格数
dx = 0.1e-3; % x 方向网格间距
dy = 0.1e-3; % y 方向网格间距
c = 3e8; % 光速
f = 1e12; % 光频
w = 2*pi*f; % 角频率
k = w/c; % 波数
n = 1.5; % 折射率
alpha = 0.1; % 吸收系数
z = 1e-3; % 光路长度
w0 = 0.1e-3; % 入射高斯光束半径
I0 = 1e6; % 入射光强
% 初始化电场分布
Ex = zeros(nx,ny);
Ey = zeros(nx,ny);
% 计算高斯光束电场分布
for i = 1:nx
for j = 1:ny
x = (i-nx/2)*dx;
y = (j-ny/2)*dy;
r = sqrt(x^2 + y^2);
Ex(i,j) = I0*w0/w*exp(-(r/w0)^2)*cos(k*z);
Ey(i,j) = I0*w0/w*exp(-(r/w0)^2)*sin(k*z);
end
end
% 绘制高斯光束电场分布
figure;
imagesc(abs(Ex).^2);
title('高斯光束电场分布');
xlabel('x');
ylabel('y');
colorbar;
% 计算吸收和自聚焦效应
for n = 1:50
for i = 2:nx-1
for j = 2:ny-1
Ex(i,j) = Ex(i,j)*exp(-alpha*dx);
Ey(i,j) = Ey(i,j)*exp(-alpha*dx);
Ex(i,j) = Ex(i,j) + (n^2*k^2*dx^2-n*alpha*dx)*...
(Ex(i+1,j) + Ex(i-1,j) + Ex(i,j+1) + Ex(i,j-1) - 4*Ex(i,j));
Ey(i,j) = Ey(i,j) + (n^2*k^2*dx^2-n*alpha*dx)*...
(Ey(i+1,j) + Ey(i-1,j) + Ey(i,j+1) + Ey(i,j-1) - 4*Ey(i,j));
end
end
end
% 绘制模拟结果
figure;
imagesc(abs(Ex).^2);
title('模拟结果');
xlabel('x');
ylabel('y');
colorbar;
```
这个代码先定义了一些仿真参数,包括网格数、网格间距、光速、光频、折射率、吸收系数、光路长度、入射高斯光束半径和入射光强。然后通过计算高斯光束电场分布,并绘制出来。接着,使用有限差分法模拟吸收和自聚焦效应,并绘制出模拟结果。
需要注意的是,这个代码只是一个简单的示例,实际应用中需要根据具体问题进行参数调整和算法优化。
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