叉形光栅衍射生成涡旋光束matlab代码
时间: 2023-07-10 20:07:00 浏览: 801
以下是使用Matlab实现叉形光栅衍射生成涡旋光束的代码:
```matlab
clear all;
close all;
clc;
%定义常量
wavelength = 633e-9; %波长
k = 2 * pi / wavelength; %波数
N = 1024; %计算区域大小
L = 10e-3; %计算区域边长
dx = L / N; %空间步长
x = (-N/2 : N/2-1) * dx; %空间坐标系
y = x; %空间坐标系
[X, Y] = meshgrid(x, y);
%定义叉形光栅参数
d = 10e-6; %光栅周期
a = 5e-6; %光栅半径
theta = pi/4; %光栅角度
%定义涡旋光束参数
p = 1; %光束的角动量
l = 1; %涡旋光束的模式数
%计算叉形光栅的传递函数
H = zeros(N,N);
for i = 1:N
for j = 1:N
x1 = x(i) * cos(theta) + y(j) * sin(theta);
y1 = - x(i) * sin(theta) + y(j) * cos(theta);
if abs(y1) <= a && abs(mod(x1, d)) <= d/2
H(i,j) = exp(1i * k * x1 * sin(theta));
end
end
end
%计算涡旋光束的振幅和相位
r = sqrt(X.^2 + Y.^2);
phi = atan2(Y, X);
psi = exp(1i * l * phi);
%将叉形光栅传递函数和涡旋光束相乘
F = fftshift(fft2(H .* psi));
%画出振幅和相位
figure;
subplot(1,2,1);
imagesc(x*1e3, y*1e3, abs(F).^2); %x、y坐标单位是毫米
axis square;
xlabel('x (mm)');
ylabel('y (mm)');
title('振幅');
colorbar;
subplot(1,2,2);
imagesc(x*1e3, y*1e3, angle(F)); %x、y坐标单位是毫米
axis square;
xlabel('x (mm)');
ylabel('y (mm)');
title('相位');
colorbar;
```
代码中,我们首先定义了常量,包括波长、波数、计算区域大小、计算区域边长、空间步长和空间坐标系。然后,我们定义了叉形光栅的参数,包括光栅周期、光栅半径和光栅角度。接着,我们定义了涡旋光束的参数,包括角动量和模式数。然后,我们计算了叉形光栅的传递函数,并计算了涡旋光束的振幅和相位。最后,我们将叉形光栅传递函数和涡旋光束相乘,并画出了振幅和相位。
运行以上代码,即可得到叉形光栅衍射生成涡旋光束的振幅和相位图像。
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