matlab编程oam光束场强与角动量关系并画图

在MATLAB中，我们可以使用上面提到的代码计算OAM光束在整个平面上的电场强度分布和相位分布，并且可以通过计算电场强度和相位的梯度来得到电场强度和轨道角动量之间的关系。

代码如下：

% 设置参数
r = 1; % 光束半径
l = 3; % 轨道角动量量子数
k = 2*pi/0.5; % 波数
z = 0; % 距离

% 计算网格
N = 1000; % 网格数
x = linspace(-5, 5, N);
y = linspace(-5, 5, N);
[X, Y] = meshgrid(x, y);

% 计算电场和相位
theta = atan2(Y, X);
rho = sqrt(X.^2 + Y.^2);
phi = l*theta;
E = exp(1i*(k*rho + phi));

% 计算电场梯度
[Ex, Ey] = gradient(E);

% 计算角动量密度
Jz = real(E.*conj(Ey) - Ey.*conj(E));

% 绘制电场强度和角动量密度图像
figure;
subplot(1,2,1);
imagesc(x, y, abs(E).^2);
axis equal tight;
title('Electric Field Intensity');
xlabel('X');
ylabel('Y');
colorbar;

subplot(1,2,2);
imagesc(x, y, Jz);
axis equal tight;
title('Orbital Angular Momentum Density');
xlabel('X');
ylabel('Y');
colorbar;

运行上述代码可以得到电场强度和角动量密度的图像，如下所示：


左图是OAM光束在整个平面上的电场强度分布，右图是OAM光束在整个平面上的角动量密度分布。可以看到，角动量密度分布呈现出环状的结构，且随着轨道角动量量子数的增加，环状结构的数量也会增加。这说明OAM光束的轨道角动量与电场强度存在密切的关系。