高斯光束的光强分布及传播过程中高斯光强的变化 matlab

高斯光束的光强分布可以用以下公式进行计算：

I(r) = I0 * exp(-2 * r^2 / w^2)

其中，I0是中心光强，r是距离光束中心的径向距离，w是光束的腰半径。

在高斯光束传播过程中，光强会随着传播距离z的增加而发生变化。光强的变化可以用以下公式进行计算：

I(z) = I0 * exp(-2 * z^2 / zR^2)

其中，zR是光束的瑞利长度，可以通过以下公式计算：

zR = pi * w^2 / lambda

这个公式表示了光束在传播过程中的散焦效应。在z=zR时，光束的腰半径会扩散到原来的根号2倍，此时光束的传输距离被称为瑞利范围。

在Matlab中，可以用以下代码计算高斯光束的光强分布和传播过程中的光强变化：

% 高斯光束参数设置
w = 0.1; % 腰半径
lambda = 0.5; % 波长
zR = pi * w^2 / lambda; % 瑞利长度

% 计算光强分布
r = linspace(-w, w, 100);
I0 = 1;
I = I0 * exp(-2 * r.^2 / w^2);

% 绘制光强分布图像
figure;
plot(r, I);
xlabel('径向距离');
ylabel('光强');

% 计算传播过程中的光强变化
z = linspace(0, 2*zR, 100);
Iz = I0 * exp(-2 * z.^2 / zR^2);

% 绘制光强变化曲线
figure;
plot(z, Iz);
xlabel('传播距离');
ylabel('光强');

这段代码会生成两个图像：第一个图像是高斯光束的光强分布图像，第二个图像是光束在传播过程中的光强变化曲线。