用matlab仿真光经过折射率不匹配的介质时,在存储介质不同深度时聚焦点点扩散函数强度的轴向分布
时间: 2023-11-22 19:56:15 浏览: 79
在MATLAB中,可以使用raytrace函数模拟光线在介质中的传播。基本步骤如下:
1. 定义入射光线的方向和位置。
2. 定义介质折射率分布。
3. 定义光线传播的距离和步长。
4. 计算光线在介质中的传播路径和折射角度。
5. 计算每个点的聚焦点点扩散函数强度并存储。
6. 最后绘制聚焦点点扩散函数强度的轴向分布。
以下是一个简单的实现示例:
```
% 定义入射光线的方向和位置
theta = 0; % 入射角度
phi = 0; % 入射方位角
x0 = [0, 0, 0]; % 入射点位置
% 定义介质折射率分布
n1 = 1; % 空气折射率
n2 = 1.5; % 介质折射率
zmax = 10; % 介质厚度
z = linspace(0, zmax, 100); % 介质深度分布
n = n1*ones(size(z)); % 空气部分的折射率
n(z>zmax/2) = n2; % 介质部分的折射率
% 定义光线传播的距离和步长
dz = 0.1; % 步长
zr = 10; % 聚焦距离
% 计算光线在介质中的传播路径和折射角度
x = x0;
k = [sind(theta)*cosd(phi), sind(theta)*sind(phi), cosd(theta)];
for i = 1:length(z)
nk = n(i)*k;
[x, nk] = raytrace(x, nk, dz, nk);
k = nk./n(i);
end
% 计算每个点的聚焦点点扩散函数强度并存储
f = zeros(size(z));
for i = 1:length(z)
if z(i) < zmax/2 % 空气部分的点扩散函数
f(i) = AiryDisk(zr/(n1*theta), z(i)/(n1*theta));
else % 介质部分的点扩散函数
f(i) = AiryDisk(zr/(n2*theta), (z(i)-zmax/2)/(n2*theta));
end
end
% 绘制聚焦点点扩散函数强度的轴向分布
plot(z, f.^2)
xlabel('Depth (m)')
ylabel('Intensity')
```
其中,AiryDisk函数可用于计算点扩散函数。在MATLAB中可以使用besselj函数实现:
```
function [f] = AiryDisk(x, y)
f = (2*besselj(1, x*y)./(x*y)).^2;
end
```
需要注意的是,此示例中只考虑了单个光线的传播,因此结果可能存在一定的偏差。可以通过增加光线数量或使用更高级的光线追踪算法来提高模拟精度。
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