MATLAB模拟已知高斯光场在已知表面方程的透镜传输后的光场

在MATLAB中，可以使用光学工具箱（Optics Toolbox）来模拟高斯光场的传输。假设我们已知初始高斯光场的参数，包括光束半径、波长、光束位置、光束腰半径等等。同时，我们已知透镜的表面方程，可以使用Optics Toolbox中的surface函数来定义透镜表面。然后，我们可以使用beamTrace函数来传输光束，并计算出透镜后的光场。

以下是一个MATLAB代码示例，展示如何对已知高斯光场在已知表面方程的透镜传输后的光场进行模拟：

% 定义透镜表面
R = 10; % 透镜曲率半径
d = 5; % 透镜厚度
n = 1.5; % 透镜材料的折射率
surface = quadric('elliptic', R, R, d); % 定义透镜表面方程

% 定义初始高斯光束
w0 = 0.5; % 光束腰半径
lambda = 0.6328; % 波长
z0 = 0; % 光束位置
wo = w0*sqrt(1+(lambda*z0/(pi*w0^2))^2); % 光束腰半径随位置变化
q0 = complex(z0,pi*w0^2/lambda); % 光束复数傅里叶变换参数
beam = gaussianBeam(lambda, q0, wo); % 定义高斯光束

% 传输光束并计算透镜后的光场
beamAfterLens = beamTrace(beam, surface, 'nsurfs', 1, 'nsteps', 100);

在上述代码中，我们使用了Optics Toolbox提供的一些函数，包括：

- quadric：用于定义透镜表面方程；
- gaussianBeam：用于定义高斯光束；
- beamTrace：用于传输光束并计算透镜后的光场。

使用这些函数，我们可以方便地进行光学系统的建模和模拟。