一束800nm波长的高斯光束穿过厚度为10纳米到100nm的氧化锌膜,在穿过一层厚度为100nm到200nm的甲氨铅碘膜。写一段MATLAB的代码来求氧化锌膜和甲氨铅碘膜在多少厚度时,高斯光束的光斑直径最小?
时间: 2023-06-13 21:07:41 浏览: 162
这个问题可以通过计算高斯光束在不同厚度下的传输矩阵来解决。以下是一个MATLAB代码示例,用于计算高斯光束的光斑直径在不同厚度下的最小值。
```matlab
% 定义常数
lambda = 800e-9; % 波长(米)
n1 = 1; % 真空的折射率
n2 = 2.5; % 氧化锌的折射率
n3 = 4; % 甲氨铅碘的折射率
NA = 0.1; % 数值孔径
w0 = 1e-6; % 高斯光束的束腰直径(米)
% 计算空气与氧化锌之间的传输矩阵
d1 = linspace(10e-9, 100e-9, 100); % 氧化锌的厚度(米)
M1 = [1, 0; 0, 1/n2] * [1, d1; 0, 1] * [1, 0; 0, 1/n2]; % 传输矩阵
% 计算氧化锌与甲氨铅碘之间的传输矩阵
d2 = linspace(100e-9, 200e-9, 100); % 甲氨铅碘的厚度(米)
M2 = [1, 0; 0, 1/n3] * [1, d2; 0, 1] * [1, 0; 0, 1/n3]; % 传输矩阵
% 计算总的传输矩阵
M = M2 * M1;
% 计算高斯光束在不同厚度下的光斑直径
z = linspace(0, 1, 100) * M(2, 1); % 光束传输的距离(米)
w = w0 * sqrt(1 + (lambda * z / (pi * w0^2 * NA^2)).^2); % 光斑直径(米)
% 找到最小值
min_w = min(w);
min_index = find(w == min_w);
% 绘制结果
figure;
plot(z * 1e9, w * 1e6);
xlabel('厚度(纳米)');
ylabel('光斑直径(微米)');
title(['最小光斑直径为' num2str(min_w * 1e6) '微米,当厚度为' num2str((d1(min_index) + d2(min_index)) * 1e9) '纳米']);
```
这段代码将计算高斯光束在不同氧化锌和甲氨铅碘膜厚度下的光斑直径,并找到最小值所对应的厚度。最终结果将在图形窗口中显示出来。
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