基于高斯光束实现平顶光束整形的MATLAB代码

以下是一个简单的MATLAB代码实现平顶光束整形：

% 定义高斯光束参数
lambda = 632.8e-9; % 波长
w0 = 1e-3; % 光束半径
z0 = 0; % 光束位置
zR = pi*w0^2/lambda; % 焦距
k = 2*pi/lambda; % 波数

% 定义平顶光束参数
w1 = 1.5*w0; % 平顶半径
L = 2*w1; % 平顶宽度

% 定义计算参数
N = 512; % 计算点数
x = linspace(-2*w1, 2*w1, N); % x方向坐标
y = x; % y方向坐标
[X,Y] = meshgrid(x,y); % 构建网格坐标

% 计算高斯光束
wz = w0*sqrt(1+(lambda*(z0-z)/pi/w0^2).^2); % 光束半径随z变化
Rz = z+(pi*w0^2)./lambda./(z0-z); % 光束曲率半径随z变化
psi = atan((z-z0)*lambda/pi/w0^2); % 光束相位随z变化
Gaussian = exp(-((X.^2+Y.^2)./wz.^2+1i*k*(X.^2+Y.^2)./2/Rz+1i*psi)); % 高斯光束

% 计算平顶光束
FlatTop = ones(N,N); % 初始化平顶光束为全1矩阵
FlatTop(abs(X)>=w1 | abs(Y)>=L/2) = 0; % 平顶光束区域赋值为0

% 整形后光束
Beam = Gaussian.*FlatTop;

% 显示光束
figure;
imagesc(x,y,abs(Beam).^2);
xlabel('x (m)');
ylabel('y (m)');
title('Beam profile');
colormap('gray');
axis equal tight;

代码中首先定义了高斯光束和平顶光束的参数，然后计算了高斯光束的各个参数随z的变化，并根据高斯光束和平顶光束的公式计算出整形后的光束。最后使用MATLAB的imagesc函数将光束图像显示出来。