高斯光束传播

资 源 简 介

高斯光束传播

详 情 说 明

高斯光束作为激光光学中最基础的横向电磁场分布模式，其在大气中的传播特性研究具有重要意义。通过MATLAB进行数值模拟，可以直观展示光束传播过程中的关键参数变化规律。

在模拟环境中，高斯光束的核心特征参数包括束腰半径、瑞利长度和光束发散角。光束的电场振幅分布遵循高斯函数，从束腰位置开始呈现双曲线形扩展。大气传输过程中最显著的可视化现象是光束半径随传播距离的渐进式增大，以及光强分布的逐渐扩散。

通过调整初始束腰参数，可以观察到瑞利区域的长度变化——束腰越小，瑞利距离越短。在传播模拟中，横截面上的光强分布始终保持高斯特性，但峰值强度会随传播距离增加而降低。特别值得注意的是，在束腰位置呈现最小的光斑尺寸和最强的中心光强。

这种模拟不仅适用于自由空间传播，通过引入大气湍流等参数，还可以进一步研究相位畸变、光束漂移等更复杂的传播效应。典型应用场景包括激光通信系统设计、激光雷达性能评估等需要精确控制光束质量的领域。