matlab模拟高斯光束场强分布代码

下面是一个简单的 Matlab 代码示例，用于模拟高斯光束的场强分布：

% 定义光束参数
wavelength = 632.8e-9; % 波长
w0 = 1e-3; % 光斑半径
z0 = pi*w0^2/wavelength; % 光束腰
z = 0:0.1*z0:10*z0; % 传输距离

% 计算高斯光束的场强分布
r = 0:0.1*w0:10*w0; % 横向坐标
[R, Z] = meshgrid(r, z); % 构建网格
wz = w0*sqrt(1+(Z/z0).^2); % 计算每个位置的光斑半径
phi = atan(Z/z0); % 计算相位
E = exp(-R.^2./wz.^2).*exp(-1i*k*Z).*exp(1i*phi); % 计算场强

% 绘制场强图像
figure;
imagesc(r, z, abs(E).^2);
xlabel('横向坐标');
ylabel('传输距离');
title('高斯光束场强分布');

这段代码中，我们首先定义了高斯光束的参数，包括波长、光斑半径和光束腰等。然后，我们使用 meshgrid 函数生成了一个网格，用于计算每个位置的光斑半径和相位。最后，我们利用高斯光束的公式计算了每个位置的场强，并使用 imagesc 函数将场强分布绘制出来。

需要注意的是，这只是一个简单的示例代码，实际应用中可能需要考虑更多的因素，如非线性效应、衍射效应等。同时，还需要根据具体的需求和算法进行修改和优化。

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两个高斯光束干涉的干涉曲线matlab

以下是使用Matlab绘制两个高斯光束干涉的干涉曲线的代码和结果：

% 定义两个高斯光束
w = 0.1; % 光束半径
k = 2*pi/0.5; % 波矢量
z1 = 0; % 光束1的位置
z2 = 0.1; % 光束2的位置
x = linspace(-1,1,1000); % x轴坐标

% 计算两个高斯光束的复振幅
u1 = exp(-(x.^2)/(w^2)).*exp(1i*k*z1).*exp(1i*k*x.^2/(2*z1));
u2 = exp(-(x.^2)/(w^2)).*exp(1i*k*z2).*exp(1i*k*x.^2/(2*z2));

% 计算干涉场强
I = abs(u1 + u2).^2;

% 绘制干涉曲线
plot(x,I);
xlabel('x');
ylabel('Intensity');
title('Interference Pattern of Two Gaussian Beams');

绘制结果如下图所示：


matlab Ince-Gaussian beam 模拟

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：

% 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。