科研绘图 | 艾里光束及其matlab实现

文摘   2024-10-18 14:00   广东  
"艾里光束" 是一种光学现象,通常指的是一种聚焦后的激光束或是光束在传播过程中呈现的一种特定的形式。它的名字源于"艾里函数"(Airy function),这是一种在物理和数学中用于描述特定波动行为的函数。
艾里光束的特点:
自加速传播:艾里光束是自加速的,意思是它在传播过程中会弯曲,不像普通光束是直线传播的。这种弯曲路径是通过其波前结构实现的。
非衍射性:艾里光束具有近乎非衍射的性质,也就是说,它能够在传播一段距离后保持其形状不变。这和高斯光束等传统光束不同。
光束的自修复能力:艾里光束即使遇到部分阻挡或干扰,也能通过其波前结构在后续传播中“修复”自己,继续保持光束的整体形态。
在MATLAB中,你可以利用这种函数生成艾里光束并模拟其传播。下面是艾里光束的MATLAB实现步骤。
MATLAB代码实现
下面是一个简单的MATLAB脚本,可以用于生成和可视化艾里光束在自由空间的传播。
%建立airy光束ticclearlamda=0.532;%波长k=2*pi/lamda;A=1[x,y]=meshgrid(-20:40/200:20,20:-40/200:-20);theta=atan2(y,x)+pi*(abs(sign(y))-sign(y));%极坐标旋向r=sqrt(x.^2+y.^2);%极坐标径向z=0;U=A*airy((x+y)-(z/2).^2).*airy((x-y)-(z/2).^2).*exp(1i*z/2*((x+y)+(x-y)-z^3/3));
I=U.*conj(U);
imshow(I,[0,max(max(I))]),colormap(parula)toc

得到结果为



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