GS算法的matlab例子

资 源 简 介

GS算法的matlab例子

详 情 说 明

GS算法（Gerchberg-Saxton算法）是一种经典的相位恢复迭代算法，广泛应用于光学衍射计算和全息成像领域。这个MATLAB示例演示了如何用GS算法仿真圆形光环结构的光场分布。

文章首先会介绍GS算法的核心思想：通过已知的振幅分布（这里是圆形光环），在空间域和频域之间反复迭代，最终计算出对应的相位分布。算法交替使用两个约束条件：空间域的振幅约束和频域的支持域约束。

在具体实现中，该MATLAB示例包含了几个关键步骤：首先定义初始光场参数，如波长、像素尺寸和计算区域大小等；然后创建圆形孔径的振幅分布；接着进入迭代循环，在每次迭代中进行傅里叶变换和反变换，并对振幅施加约束条件。

该算法的一个典型应用是计算全息图设计，通过控制光的相位分布来生成特定形状的光场。示例中的圆形光环结构演示了如何产生环状照明模式，这在光学镊子、显微成像等领域有实际应用价值。

需要注意的是，GS算法的收敛性取决于初始条件和约束设置。在实际应用中，可能需要加入松弛因子或采用混合输入输出法来改善收敛性能。这个基础示例为进一步研究提供了良好的起点。