利用matlab写一段平面光通过物镜后,得到在物镜焦点及焦点前后的光场图像的代码...
时间: 2024-02-11 22:08:58 浏览: 77
以下是一份基本的 Matlab 代码,用于生成平面光通过物镜后焦点及其前后的光场图像:
```matlab
% 定义物镜参数
f = 10; % 物镜焦距
d = 0.01; % 物镜口径直径
lambda = 0.5e-6; % 光波长
% 定义图像参数
L = 0.1; % 图像大小
N = 512; % 图像像素数
dx = L/N; % 图像像素大小
% 生成输入光场(平面光)
x = linspace(-L/2, L/2, N);
[X,Y] = meshgrid(x);
E_in = ones(N); % 平面光
% 计算物镜传递函数
k = 2*pi/lambda;
[Xi, Eta] = meshgrid(x*k*d/(f*lambda*N));
H = exp(-1i*k/(2*f)*(Xi.^2+Eta.^2));
% 物镜传递函数与输入场进行卷积
E_out = fftshift(fft2(E_in.*H));
% 计算焦点位置
focal_length = f/(1-lambda/(d*N));
% 获取焦点位置及前后的像素坐标
focal_pixel = round(N/2 + (focal_length-f)/dx);
near_focus_pixel = round(N/2 + (focal_length-f+2*lambda/d)/dx);
far_focus_pixel = round(N/2 + (focal_length-f-2*lambda/d)/dx);
% 绘制图像
figure(1);
subplot(2,2,1);
imagesc(abs(E_in));
title('Input Field');
axis image;
colormap('gray');
subplot(2,2,2);
imagesc(abs(E_out));
title('Output Field');
axis image;
colormap('gray');
subplot(2,2,3);
imagesc(abs(E_out(near_focus_pixel-10:near_focus_pixel+10,near_focus_pixel-10:near_focus_pixel+10)));
title('Near Focus Field');
axis image;
colormap('gray');
subplot(2,2,4);
imagesc(abs(E_out(far_focus_pixel-10:far_focus_pixel+10,far_focus_pixel-10:far_focus_pixel+10)));
title('Far Focus Field');
axis image;
colormap('gray');
```
这份代码中,我们首先定义了物镜的参数(焦距、口径直径和光波长),以及生成图像的参数(大小、像素数和像素大小)。在生成输入光场时,我们使用了平面光。接着,我们计算了物镜传递函数,并将其与输入光场卷积,得到输出光场。通过计算焦点位置,我们可以获取焦点像素的坐标,从而在输出光场中提取出焦点及其前后的区域。最后,我们使用 `subplot` 函数将四张图像绘制在同一窗口中,以便比较它们之间的差异。
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