高斯光束传播的MATLAB实现

高斯光束传播的MATLAB实现

高斯光束是一种常见的光学现象，在许多应用领域中起着重要作用。在本文中，我们将使用MATLAB实现高斯光束的传播过程，并提供相应的源代码。

首先，让我们了解一下高斯光束的特点。高斯光束具有高度的对称性和自聚焦特性，可以用以下的数学表达式来描述：

[ E(x,y,z) = \frac{E_0}{w(z)} \exp\left(-\frac{x^2 + y^2}{w2(z)}\right) \exp\left(-i \left(kz + \frac{k(x^2 + y^2)}{2R(z)} - \phi(z)\right)\right) ]

其中，( E(x,y,z) ) 是光束的电场分布，( E_0 ) 是光束的振幅，( w(z) ) 是光束的束腰半径，( k ) 是波数，( R(z) ) 是光束的瞬时曲率半径，( \phi(z) ) 是光束的相位。

接下来，我们将实现一个简单的MATLAB函数，用于模拟高斯光束的传播过程。在代码中，我们将使用以下参数：波长为 ( \lambda = 1 )，波数为 ( k = 2\pi/\lambda )，振幅为 ( E_0 = 1 )，束腰半径为 ( w_0 = 1 )，瞬时曲率半径为 ( R_0 = \infty )，相位为 ( \phi_0 = 0 )，传播距离为 ( z = 1 )。

function E =