请帮我写一个高斯光束在介质中存在吸收同时考虑自聚焦效应时的传输的matlab代码
时间: 2024-03-18 10:40:45 浏览: 71
高斯光束传输
以下是一个考虑高斯光束在介质中存在吸收和自聚焦效应时的传输的 Matlab 代码:
```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
L = 10e-3; % 介质长度
L0 = 5e-3; % 聚焦长度
% 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:L/dx
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
% 自聚焦效应
if n*dx <= L0
Ex = Ex.*exp(-1i*k*(n*dx-L0)^2/(2*n*w0^2));
Ey = Ey.*exp(-1i*k*(n*dx-L0)^2/(2*n*w0^2));
end
end
% 绘制模拟结果
figure;
imagesc(abs(Ex).^2);
title('模拟结果');
xlabel('x');
ylabel('y');
colorbar;
```
这个代码与之前的代码类似,但在模拟过程中加入了吸收和自聚焦效应的考虑。首先,沿着光路逐步计算吸收和自聚焦效应。然后,在介质内的聚焦区域内,通过乘以相位因子实现自聚焦效应。最后,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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