MATLAB实现的高斯光束相位调制仿真系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB开发，通过模拟空间光调制器（SLM）加载不同相位图案，分析高斯光束的相位分布与强度变化，支持自定义参数，为光学调制研究提供便捷仿真工具。

详 情 说 明

基于SLM的高斯光束相位调制仿真系统

项目介绍

本项目构建了一个完整的空间光调制器（SLM）对高斯光束进行相位调制的仿真系统。该系统基于高斯光束传输理论和傅里叶光学传播算法，能够模拟SLM加载不同相位图案后对高斯光束的调制效果。通过本系统，用户可以直观地分析相位调制引起的光束相位分布变化、光场强度重新分布等特性，为光学实验设计和光场调控研究提供有效的仿真工具。

功能特性

• 灵活的输入参数配置：支持自定义高斯光束参数（波长、束腰半径、功率）、SLM参数（像素尺寸、分辨率、相位调制范围）以及传输距离
• 多样化的相位调制函数：内置Zernike多项式、涡旋相位板等多种标准相位模式，同时支持用户导入自定义相位矩阵
• 实时可视化分析：可实时显示调制前后的光束强度分布对比、SLM相位分布、光束相位剖面等
• 定量参数分析：自动计算调制后光束的M²因子、光束半径变化等关键质量参数
• 三维光场渲染：提供调制后光场强度的三维分布可视化，直观展示光束传播特性

使用方法

1. 参数设置：在主程序界面中输入高斯光束基本参数、SLM设备参数和需要模拟的传输距离
2. 相位加载：选择预设相位模式或导入自定义相位数据，设置相位调制函数的具体参数
3. 仿真执行：运行仿真程序，系统将自动计算SLM调制后的光束传播过程
4. 结果分析：查看生成的光强分布图、相位分布图、光束参数曲线等分析结果
5. 数据导出：可将仿真结果保存为图像文件或数据文件供进一步分析使用

系统要求

• 操作系统：Windows 10/11，Linux（Ubuntu 18.04及以上），macOS（10.15及以上）
• 运行环境：MATLAB R2020a及以上版本
• 硬件配置：至少4GB内存，推荐8GB及以上；支持OpenGL的显卡
• 依赖工具包：Image Processing Toolbox，Signal Processing Toolbox（MATLAB）

文件说明

主程序文件整合了系统的核心仿真流程，实现了从参数输入到结果输出的完整功能。其主要能力包括：初始化高斯光束与SLM参数、处理各类相位调制函数的加载、执行基于角谱法的光场传播计算、生成调制前后的光场分布对比可视化、以及进行光束质量参数的定量分析。该文件作为系统的主要入口，协调各功能模块协同工作，确保仿真过程的准确性和效率。