矩阵相乘算法：光场传输的高效与精度提升

本文主要探讨了一种快速实现光场传输的新型算法——矩阵相乘算法。在当前的光场传输技术中，存在两种主流算法，即快速傅里叶变换（FFT）和积分算法。然而，这两种方法在运算速度和精细度上往往不能兼得。FFT算法在处理高路数的光束相干合束时，由于其快速的特点，计算时间较短，但可能会牺牲一定的计算精度。另一方面，积分算法虽然能够提供更精确的光强度分布，但在实际应用中，其长时间的计算时间限制了其在实时或高效场景中的适用性。 论文提出的新算法，矩阵相乘，旨在克服这些局限。该算法通过创新的数学模型，利用矩阵乘法原理，对光场传输过程进行高效模拟。它在保持计算速度的同时，显著提高了计算结果的准确性。作者通过一个具体的例子——六路高斯光束的相干合束，进行了深入的仿真分析。结果显示，矩阵相乘算法在处理同样任务时，耗时仅为2秒，相比于积分算法的15.7小时，运算效率得到了显著提升。 论文的实现思想是基于光场传输的物理模型，将其转化为矩阵运算的形式，使得复杂的空间光传播问题可以通过矩阵相乘来简化，从而降低计算复杂度。这种方法不仅适用于光波衍射和光场传输的理论研究，也有实际应用价值，特别是在需要实时处理大量光束数据的领域，如光学设计、光纤通信和光子芯片等。 通过对比实验，矩阵相乘算法展示了其在光场传输计算中的优越性能，即快速且精确。这标志着在光场处理技术方面取得了一项重要的进步，有助于提高整个行业的技术效率，并推动相关领域的进一步发展。因此，本文的研究对于优化光场处理技术，尤其是在高精度和高速度需求并存的场景下，具有重要的理论和实践意义。