Matlab：贝塞尔高斯光束自由传输matlab仿真 |
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Matlab：贝塞尔高斯光束自由传输matlab仿真
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matlab代码： clc clear all close all %% N = 200; lambda = 1064e-6; %波长1064nm row = linspace(-1,1,N); col = linspace(-1,1,N); [x,y] = meshgrid(row,col); [theta,r] = cart2pol(x,y); w = 3; %高斯光束束腰宽度 k = 2*pi/lambda; %波数 k_r = 20; %径向波矢 - 常量 k_z = sqrt(k^2-k_r^2); %轴向波矢 z = 0; for n = 0 : 3 %贝塞尔函数阶数n = 0,1,2,3等等 E = besselj(n,k_r*r).*exp(-r.^2/w^2).*exp(1i*k_z*z).*exp(1i*n*theta); I = E.*conj(E); I = I/max(max(I)); %归一化 figure;mesh(x,y,I) set(gca,'fontname','times new roman','fontsize',16); title([num2str(n),'阶贝塞尔-高斯光束光强分布'],'fontname','华文中宋','fontsize',16); xlabel('x/mm','fontname','times new roman','fontsize',16); ylabel('y/mm','fontname','times new roman','fontsize',16); zlabel('归一化强度','fontname','华文中宋','fontsize',16); end %% 自由传输部分(菲涅尔衍射积分) n = 1; E1 = besselj(n,k_r*r).*exp(-r.^2/w^2).*exp(1i*k_z*z).*exp(1i*n*theta); Z = 100; %传输距离 x00 = linspace(-0.5,0.5,N); y00 = linspace(-0.5,0.5,N); [x2,y2] = meshgrid(x00,y00); for a=1:N for b=1:N E2(a,b) = -1i/lambda/Z*exp(1i*k*Z)*sum(sum(E1.*exp(1i*k/2/Z.*((x00(a)-x).^2+(y00(b)-y).^2)))); end a end I2 = E2.*conj(E2); I2 = I2/max(max(I2)); figure;mesh(x2,y2,I2) set(gca,'fontname','times new roman','fontsize',16); title([num2str(n),'阶贝塞尔-高斯光束自由传输后光强分布'],'fontname','华文中宋','fontsize',16); xlabel('x/mm','fontname','times new roman','fontsize',16); ylabel('y/mm','fontname','times new roman','fontsize',16); zlabel('归一化强度','fontname','华文中宋','fontsize',16);结果如下： |
这里用的是菲涅尔衍射积分来计算传出100mm后的光场，可以改变Z的大小来计算传输更远距离传输距离的光场，不过如果传输距离过大，菲涅尔衍射积分公式将不再适用，请慎重使用。 参考文献： [1]Gao Zenghui, Lü Baida. 非傍轴贝塞尔-高斯光束在自由空间的传输[J]. 光子学报, 2005, 34(11):1732-1735. [2]梁晓晶. 贝塞尔光束的传输变换特性研究[D].【本文地址】