高斯光束的matlab仿真设计Word格式文档下载.docx

1、documents作业激光原理与应用高斯.bmp）;A1=A（:,122）;x1=1:1:224;x2=-100:100;a2=exp（-x2.2/10）;figureimshow（A）;axis offtitle（fontsize12CCD采集的高斯光束光强分布plot（x2,a2,linewidth,1,color,baxis（-40 40 0 1.2）fontsize12实验测量高斯曲线plot（x1,A1,rfontsize12理论高斯曲线axis（50 200 0 180）画三维强度分布。取图片矩阵的中间层，用mesh命令画出三维图如图4所示。图4 三维强度分布由于读入的图片有一行白

2、边，需要手动去除掉，否则三维图会有一边整体竖起来，影响观察。最终的M文件如下。high, width, color = size（A）;x=1:width;y=1:high-1;mesh（x, y, double（A（2:224,:,1）;grid onxlabel（x）,ylabel（y）,zlabel（z三维强度分布再用matlab仿真理论上传播过程中高斯光束的变化这次先给出M文件：%Gaussian_propagation.m%Simulation of diffraction of Gaussian Beamclear;%Gaussian Beam%N:sampling numberN

3、=input（Number of samples（enter from 100 to 500）=L=10*10-3;Ld=input（wavelength of light in micrometers=Ld=Ld*10-6;ko=（2*pi）/Ld;wo=input（Waist of Gaussian Beam in mm=wo=wo*10-3;z_ray=（ko*wo2）/2*103;sprintf（Rayleigh range is %f mm,z_ray）z_ray=z_ray*10-3;z=input（Propagation length （z） in mmz=z*10-3;%dx:

4、step size dx=L/N;for n=1:N+1 for m=1: %Space axis x（m）=（m-1）*dx-L/2; y（n）=（n-1）*dx-L/2; %Gaussian Beam in space domain Gau（n,m）=exp（-（x（m）2+y（n）2）/（wo2）;%Frequency axis Kx（m）=（2*pi*（m-1）/（N*dx）-（2*pi*（N）/（N*dx）/2; Ky（n）=（2*pi*（n-1）/（N*dx）-（2*pi*（N）/（N*dx）/2; %Free space transfer function H（n,m）=exp（

5、j/（2*ko）*z*（Kx（m）2+Ky（n）2）; endend%Gaussian Beam in Frequency domain FGau=fft2（Gau）;FGau=fftshift（FGau）;%Propagated Gaussian beam in Frequency domain FGau_pro=FGau.*H;%Peak amplitude of the initial Gaussian beam Peak_ini=max（max（abs（Gau）;Initial peak amplitude is %f mm,Peak_ini）%Propagated Gaussian

6、beam in space domain Gau_pro=ifft2（FGau_pro）;Gau_pro=Gau_pro;%Peak amplitude of the propagated Gaussian beam Peak_pro=max（max（abs（Gau_pro）;Propagated peak amplitude is %f mm,Peak_pro）%Calculated Beam Width N M=min（abs（x）;Gau_pro1=Gau_pro（:,M）;N1 M1=min（abs（abs（Gau_pro1）-abs（exp（-1）*Peak_pro）;Bw=dx*a

7、bs（M1-M）*103;Beam width（numerical） is %fmm,Bw）%Theoretical Beam Width W=（2*z_ray）/ko*（1+（z/z_ray）2）;W=（W0.5）*103;Beam width（theoretical） is %fmm,W）%axis in mm scale x=x*103;y=y*103;figure（1）;mesh（x,y,abs（Gau）Initial Gaussian Beamx mmylabel（y mmaxis（min（x） max（x） min（y） max（y） 0 1）axis squarefigure（2

8、）;mesh（x,y,abs（Gau_pro）propagated Gaussian Beam程序主要根据高斯光束的传播规律计算传播过程中任意z处的高斯光强分布。运行结果：Number of samples（enter from 100 to 500）=500wavelength of light in micrometers=0.568Waist of Gaussian Beam in mm=1ans =Rayleigh range is 5530.972982 mmPropagation length （z） in mm100000Initial peak amplitude is 1.000000 mmPropagated peak amplitude is 0.210252 mmBeam?width（numerical） is 1.940000mmwidth（theoretical） is 18.107635mm束腰半径处的理想高斯光强分布传播1m处的理想高斯光强分布传播10m处的理想高斯光强分布传播20m处的理想高斯光强分布传播30m处的理想高斯光强分布传播50m处的理想高斯光强分布传播100m处的理想高斯光强分布而用实验测得的光斑仿真的结果是：原始光斑的光强分布0.1m处1m处1.8m处5m处10m以后，已经基本是均匀强度的光斑