利用Matlab仿真利用轴棱锥将高斯光束转换为贝塞尔光束,并输出不同光束的三位光强分布图
时间: 2024-01-22 13:20:43 浏览: 194
高斯光束的matlab仿真.docx
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首先,需要了解一下什么是贝塞尔光束和轴棱锥。
贝塞尔光束是一种特殊的光束,其光强分布呈现出环形或螺旋形。而轴棱锥是一种透镜系统,可以将高斯光束转换为贝塞尔光束。
在Matlab中,可以利用beamprop工具箱进行仿真模拟。以下是实现的步骤:
1. 定义高斯光束
```
lambda = 1.064e-6; % 波长
w0 = 10e-6; % 激光腰半径
zR = pi*w0^2/lambda; % Rayleigh距离
z = 0; % 传输距离
zmax = 500e-6; % 最大传输距离
N = 512; % 空间采样点数
x = linspace(-10*w0, 10*w0, N); % x方向采样
y = linspace(-10*w0, 10*w0, N); % y方向采样
[X, Y] = meshgrid(x, y);
w = w0*sqrt(1+(z/zR)^2); % 激光腰半径
R = z*(1+(zR/z)^2); % 曲率半径
k = 2*pi/lambda;
G = exp(-((X.^2+Y.^2)/w^2)).*exp(-1i*k*(X.^2+Y.^2)/(2*R));
```
2. 定义轴棱锥透镜系统
```
f = 1e-3; % 透镜焦距
L1 = lens(f, 'aperture', 2*w0); % 定义透镜1
L2 = freespace('length', f); % 定义自由空间1
L3 = axicon(20, pi/4); % 定义轴棱锥
L4 = freespace('length', f); % 定义自由空间2
L5 = lens(-f, 'aperture', 2*w0); % 定义透镜2
system = L1*L2*L3*L4*L5; % 定义整个系统
```
3. 进行光束传输
```
G2 = propagate(G, 0, lambda/4, system); % 传输光束
```
4. 计算光强分布并绘图
```
I = abs(G2).^2; % 计算光强分布
figure;
imagesc(x*1e6, y*1e6, I); % 绘制图像
axis equal;
colormap('hot');
xlabel('x (\mum)');
ylabel('y (\mum)');
title('贝塞尔光束');
```
在进行仿真模拟前,需要先安装beamprop工具箱,并将其添加到Matlab的搜索路径中。同时,需要了解透镜和轴棱锥的相关参数,如焦距、顶角等。
最终,可以得到高斯光束经过轴棱锥转换为贝塞尔光束的三维光强分布图。
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