贝塞尔高斯光束的matlab实现

文摘   2024-10-12 12:01   广东  

在MATLAB中实现贝塞尔高斯光束(Bessel-Gaussian beam)通常涉及生成一个高斯光束,并结合贝塞尔函数来形成贝塞尔高斯光束的分布。

以下是一个实现贝塞尔高斯光束的matlab代码:
% 参数定义lambda = 632.8e-9; % 波长 (米)k = 2 * pi / lambda; % 波数w0 = 1e-3; % 光束腰 (米)z = 0; % 传播距离 (米)R = 2e-3; % 贝塞尔光束的扩展半径 (米)N = 512; % 网格大小x = linspace(-5e-3, 5e-3, N); % x 方向的坐标y = linspace(-5e-3, 5e-3, N); % y 方向的坐标[X, Y] = meshgrid(x, y); % 网格生成
% 计算贝塞尔函数order = 0; % 贝塞尔函数的阶数radius = sqrt(X.^2 + Y.^2); % 符合贝塞尔光束的半径bessel_j = besselj(order, k * R * radius); % 计算贝塞尔函数
% 计算高斯因子g = exp(-(X.^2 + Y.^2) / (w0^2)); % 高斯分布
% 合成贝塞尔高斯光束bessel_gaussian_beam = bessel_j .* g;
% 归一化光束bessel_gaussian_beam = bessel_gaussian_beam / max(abs(bessel_gaussian_beam(:)));
% 可视化figure;imagesc(x * 1e3, y * 1e3, abs(bessel_gaussian_beam));colorbar;xlabel('x (mm)');ylabel('y (mm)');title('Bessel-Gaussian Beam Intensity Distribution');axis square;
最终得到图为:

说明

参数设置:

这里设置了波长、光束腰、传播距离和贝塞尔光束的扩展半径等参数。可以根据需要进行调整。

贝塞尔函数:

使用 MATLAB 的 besselj 函数计算贝塞尔函数。

高斯因子:

使用高斯光束的公式生成高斯分布。

合成光束:

通过将高斯因子与贝塞尔函数相乘来形成贝塞尔高斯光束。

可视化:

使用 imagesc 函数来可视化光束强度分布。

注意事项
  • 此代码提供了一个基础的实现,实际应用中可能需要添加更多功能,如不同的传播距、相位信息等。

  • 贝塞尔高斯光束的特性如衍射、传播等可能也需要进一步分析和模拟。

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