MATLAB-Implementierung der Gaußschen Strahlausbreitung
Gaußsche Strahlen sind ein weit verbreitetes optisches Phänomen, das in vielen Anwendungen eine wichtige Rolle spielt. In diesem Artikel werden wir MATLAB verwenden, um den Ausbreitungsprozess des Gaußschen Strahls zu implementieren und den entsprechenden Quellcode bereitzustellen.
Lassen Sie uns zunächst die Eigenschaften von Gaußschen Strahlen verstehen. Der Gaußsche Strahl weist ein hohes Maß an Symmetrie und selbstfokussierenden Eigenschaften auf und kann durch den folgenden mathematischen Ausdruck beschrieben werden:
[ E(x,y,z) = \frac{E_0}{w(z)} \exp\left(-\frac{x^2 + y 2}{w 2(z)}\right) \ exp \ left(-i \left(kz + \frac{k(x^2 + y^2)}{2R(z)} - \phi(z)\right)\right) ]
Darunter ist (E(x,y,z)) die elektrische Feldverteilung des Strahls, (E_0) die Amplitude des Strahls, (w(z)) der Strahltaillenradius des Strahls, (k) ist die Wellenzahl, (R(z) ) ist der momentane Krümmungsradius des Strahls, ( \phi(z) ) ist die Phase des Strahls.
Als nächstes implementieren wir eine einfache MATLAB-Funktion, um den Ausbreitungsprozess des Gaußschen Strahls zu simulieren. Im Code verwenden wir die folgenden Parameter: Wellenlänge ist ( \lambda = 1 ), Wellenzahl ist ( k = 2\pi/\lambda ), Amplitude ist ( E_0 = 1 ), Strahltaillenradius ist ( w_0 = 1 ) , Der momentane Krümmungsradius ist ( R_0 = \infty ), die Phase ist ( \phi_0 = 0 ) und die Ausbreitungsentfernung ist ( z = 1 ).
function E =