基模高斯光束matlab_MATLAB 高斯光束传播轨迹的模拟

可以使用MATLAB对基模高斯光束的传播轨迹进行模拟。以下是一个简单的示例代码：

% 设置参数
lambda = 632.8e-9;  % 波长
k = 2*pi/lambda;    % 波数
w0 = 1e-3;          % 光束半径
zrange = 1;         % 传播距离
zsteps = 100;       % 传播步数

% 生成 x-y 平面的网格
N = 100;            % 网格数量
xmax = 2*w0;        % 网格大小
x = linspace(-xmax, xmax, N);
y = linspace(-xmax, xmax, N);
[X,Y] = meshgrid(x,y);

% 生成高斯光束初始场
U0 = exp(-((X.^2 + Y.^2)/w0^2));
U = U0;

% 传播
dz = zrange/zsteps;
for n = 1:zsteps
    % 计算传播距离为 dz 的相位因子
    phase = exp(1i*k*dz*(X.^2 + Y.^2)/(2*(n-1)*dz + dz));
    
    % 应用相位因子并进行傅里叶变换
    U = fftshift(fft2(U));
    U = U.*phase;
    
    % 进行傅里叶反变换并更新场
    U = ifft2(ifftshift(U));
end

% 绘制传播后的光束
figure;
imagesc(abs(U).^2);
colormap('gray');
axis equal tight;

这段代码首先设置了一些参数，包括波长、光束半径、传播距离等。然后生成了一个 x-y 平面的网格，并在这个网格上生成了一个高斯光束初始场。接着对光束进行传播，每次传播距离为 dz，计算传播距离为 dz 的相位因子并应用到场上，然后进行傅里叶变换和傅里叶反变换，更新场。最后绘制了传播后的光束强度分布图。

你可以根据自己的需要调整参数来进行模拟，比如改变光束半径、波长、传播距离等。