基于MATLAB的激光谐振腔多模式设计与动态仿真系统

资 源 简 介

本项目提供激光谐振腔的完整设计与仿真解决方案，支持多种腔体结构参数配置、光束传输矩阵计算、稳定性分析及动态光场可视化，适用于光学研究与教学应用。

详 情 说 明

基于MATLAB的激光谐振腔多模式设计与动态仿真系统

项目介绍

本项目是一个基于MATLAB开发的激光谐振腔设计与仿真系统，主要用于光学谐振腔的多模式分析和动态可视化。系统结合光束传输矩阵理论与衍射积分方法，实现了从腔体结构设计到光场传播仿真的完整工作流程，为激光器设计与优化提供专业工具支持。

功能特性

• 多腔型支持：集成平行平面腔、共焦腔、非稳腔等经典谐振腔结构
• 参数自定义：支持腔镜曲率半径、反射率、镜间距等关键参数灵活配置
• 稳定性分析：基于光束传输矩阵算法计算谐振腔稳定性判据
• 模式计算：实现谐振频率与横模模式的精确计算
• 动态仿真：支持参数实时调整下的光束传播过程动画演示
• 可视化输出：提供光场强度分布三维图、光束参数变化曲线等多种可视化结果

使用方法

1. 参数设置：在图形界面中选择腔体结构类型，输入镜面参数、工作波长和初始光束参数
2. 精度配置：根据仿真需求设置网格点数和迭代次数
3. 运行仿真：启动计算过程，系统将自动进行稳定性分析和模式计算
4. 结果查看：在输出界面查看稳定性报告、光场分布图、谐振模式数据等结果
5. 动态调整：通过实时调节参数观察光束传播过程的变化效果

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 图像处理工具箱（Image Processing Toolbox）
• 至少4GB内存，推荐8GB以上
• 支持OpenGL的显卡（用于三维可视化）

文件说明

主程序文件整合了系统的核心功能模块，包括图形用户界面的构建与事件处理、谐振腔参数的数据验证与规范化、基于所选腔型的传输矩阵自动生成算法、谐振腔稳定性判据的实时计算与评估、腔内光场分布的迭代求解与可视化渲染、激光横模模式的识别与特征参数提取、光束传播过程的动态动画生成引擎，以及多种输出格式的结果导出功能。