matlab Ince-Gaussian beam 模拟
时间: 2024-06-09 11:09:46 浏览: 5
Ince-Gaussian beam 是一种特殊形式的高斯光束,它在横向和纵向分别具有不同的振幅和相位分布。Matlab 中可以利用 Beam Propagation Method (BPM) 进行 Ince-Gaussian beam 的模拟。
以下是一个简单的 Matlab 代码,演示如何利用 BPM 模拟 Ince-Gaussian beam:
```matlab
% 定义参数
lambda = 633e-9; % 波长
w0 = 1e-3; % 初始束腰半径
z = 0; % 初始距离
k = 2*pi/lambda; % 波数
% 定义 Ince-Gaussian beam 的参数
m1 = 1; % 轴向指数
m2 = 2; % 横向指数
a = 1; % 横向振幅
b = 2; % 纵向振幅
phi = pi/4; % 初始相位
% 定义计算域的参数
Nx = 512; % 横向网格数
Ny = 512; % 纵向网格数
Lx = 1e-2; % 横向尺寸
Ly = 1e-2; % 纵向尺寸
dx = Lx/Nx; % 横向网格间距
dy = Ly/Ny; % 纵向网格间距
% 生成初始场
x = linspace(-Lx/2, Lx/2, Nx);
y = linspace(-Ly/2, Ly/2, Ny);
[X,Y] = meshgrid(x,y);
U = a*real(incgaussbeam(m1,m2,a,b,k,w0,z,X,Y).*exp(1i*phi));
% 进行 BPM 模拟
dz = 10e-3; % 步长
L = 10e-2; % 模拟距离
nsteps = round(L/dz); % 模拟步数
for ii = 1:nsteps
U = propTF(U, lambda, dx, dy, dz); % 自由传播
U = lens(U, lambda, Lx, Ly, dx, dy, dz); % 透镜作用
U = propTF(U, lambda, dx, dy, dz); % 自由传播
end
% 绘制场强分布
figure;
imagesc(x,y,abs(U).^2);
xlabel('x (m)');
ylabel('y (m)');
title('Ince-Gaussian Beam Propagation');
```
在上述代码中,我们首先定义了 Ince-Gaussian beam 的参数,包括轴向和横向指数、横向和纵向振幅、以及初始相位。然后我们定义了计算域的参数,包括网格数、尺寸、网格间距。接着,我们生成了初始场,并利用 BPM 进行模拟。最后,我们绘制了 Ince-Gaussian beam 在模拟距离内的场强分布。
需要注意的是,在 Matlab 中,BPM 的实现方式有很多种,上述代码仅提供了一种简单的实现方式。如果需要更精确的模拟结果,可以考虑使用更高级的 BPM 方法,比如 Finite-Difference Time-Domain (FDTD) 方法。
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