当光束经过两层不同折射率的介质时,已知波长800nm、物镜数值孔径0.65,用matlab模拟光场内点扩散函数强度在轴向的变化趋势
时间: 2024-02-20 11:00:24 浏览: 168
好的,我可以回答您的问题。首先,我们需要使用光学传递函数(OTF)计算出光在两层介质中的传播。然后,我们可以使用点扩散函数(PSF)计算出光在焦平面上的强度分布。最后,我们可以使用PSF来计算轴向点扩散函数(axial PSF),从而得到轴向的变化趋势。
以下是一个matlab代码示例,可以模拟这个过程:
```matlab
% 定义参数
wavelength = 800e-9; % 波长
NA = 0.65; % 数值孔径
n1 = 1.33; % 第一层折射率
n2 = 1.5; % 第二层折射率
z_range = 10e-6; % 轴向范围
z_step = 0.1e-6; % 轴向步长
% 计算传递函数
k = 2*pi/wavelength;
NA_max = n1*NA;
u_max = NA_max/k;
u = linspace(0, u_max, 1024);
[U, V] = meshgrid(u, u);
Pupil = double(U.^2 + V.^2 <= NA_max^2);
H1 = fftshift(fft2(ifftshift(Pupil)));
H2 = fftshift(fft2(ifftshift(Pupil*exp(-1i*k*n1*z_step))));
H = H2.*H1;
% 计算点扩散函数
[X, Y] = meshgrid((-15:15)*1e-6);
R = sqrt(X.^2 + Y.^2);
PSF = abs(ifftshift(ifft2(H.*fft2(ifftshift(R<=NA/wavelength))))).^2;
% 计算轴向点扩散函数
z = linspace(-z_range/2, z_range/2, z_range/z_step);
Axial_PSF = zeros(size(z));
for ii = 1:length(z)
T = exp(-1i*k*(n1*z(ii) + n2*(z_range/2 - z(ii))));
Axial_PSF(ii) = sum(sum(abs(ifftshift(ifft2(H.*fft2(ifftshift(T.*R<=NA/wavelength))))).^2));
end
% 绘制结果
figure;
subplot(1,2,1);
imagesc(abs(H).^2); axis image; colormap jet;
title('传递函数');
subplot(1,2,2);
imagesc(PSF); axis image; colormap jet;
title('点扩散函数');
figure;
plot(z*1e6, Axial_PSF/max(Axial_PSF));
xlabel('轴向位置 (um)'); ylabel('相对强度');
title('轴向点扩散函数');
```
在这个示例中,我们首先计算传递函数H,然后使用H计算点扩散函数PSF。最后,我们计算轴向点扩散函数Axial_PSF,它表示了光在轴向上的强度分布随着深度的变化趋势。
注意,这只是一个简单的示例,实际应用中可能需要更复杂的模型和算法来考虑更多的影响因素。
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