用matlab模拟光在折射率不匹配的介质中传播时不同存储深度点扩散函数强度图像的轴向分布

首先，需要定义介质的折射率分布和光的入射角度。然后，可以使用有限差分方法（FDM）来模拟光在介质中的传播。在模拟过程中，需要记录不同深度处的光强度，并将其转换为点扩散函数（PSF）。

在记录PSF时，可以选择不同深度的存储点，例如每隔10个像素记录一次。然后，可以绘制PSF强度图像的轴向分布，即沿着z轴方向的PSF强度分布。

以下是一个简单的MATLAB代码示例，用于模拟光在折射率不匹配的介质中传播并记录PSF：

% 定义介质折射率分布
n_air = 1.0;
n_medium = 1.5*ones(100,100); % 100x100 的介质，折射率为1.5

% 定义入射光线
theta = 30; % 入射角度为30度
phi = 0; % 沿着x轴传播

% 定义模拟参数
dx = 0.1; % 空间步长
dt = 0.01; % 时间步长
num_steps = 100; % 模拟步数

% 初始化光场矩阵
Ex = zeros(100,100);

% 进行有限差分模拟
for n = 1:num_steps
    % 计算x和y方向上的光传播
    Ex(2:end-1,2:end-1) = Ex(2:end-1,2:end-1) + ...
        (dt/dx^2)*(n_medium(2:end-1,2:end-1).^2-n_air^2).* ...
        (Ex(3:end,2:end-1)-2*Ex(2:end-1,2:end-1)+Ex(1:end-2,2:end-1)) + ...
        (dt/dx^2)*(n_medium(2:end-1,2:end-1).^2-n_air^2).* ...
        (Ex(2:end-1,3:end)-2*Ex(2:end-1,2:end-1)+Ex(2:end-1,1:end-2));
    
    % 添加入射光
    Ex(1,:) = exp(-1i*n_air*k0*dx*(0:99)*cosd(theta)*cosd(phi));
    
    % 记录不同深度的PSF
    if mod(n,10)==0
        PSF(:,n/10) = abs(Ex(:,50)).^2; % 在y=50处记录PSF
    end
end

% 绘制PSF强度图像的轴向分布
figure;
z_axis = (1:size(PSF,2))*10*dt;
plot(z_axis, sum(PSF,1));
xlabel('Depth (um)');
ylabel('PSF Intensity');
title('Axial PSF');

该代码将模拟一个100x100的介质，折射率为1.5，入射角度为30度的光在其中的传播。在模拟过程中，每隔10个时间步长记录一次在y=50处的PSF，并将其绘制为轴向分布图。