MATLAB激光光束透镜传输与光斑能量分布分析工具

资 源 简 介

本项目基于MATLAB开发，提供了高斯光束通过单透镜或多透镜系统的传输模拟功能，可计算光束传播路径、聚焦特性及光斑尺寸，支持不同位置能量分布的可视化分析，适用于光学设计和激光应用研究。

详 情 说 明

基于MATLAB的激光光束透镜传输及光斑能量分布分析系统

项目介绍

本项目是一个基于MATLAB开发的激光光束传输分析系统，专门用于模拟和分析高斯光束通过透镜系统的传输特性。系统采用高斯光束传播理论和ABCD矩阵算法，能够精确计算光束通过单个或多个透镜后的传播路径、聚焦特性以及光斑能量分布。通过可视化的方式直观展示光束传播过程和能量分布情况，为光学系统设计和激光应用提供有力的分析工具。

功能特性

• 高斯光束传输模拟：基于ABCD矩阵法模拟激光光束通过透镜系统的传输过程
• 多透镜系统支持：可分析包含多个透镜的复杂光学系统
• 光斑特性分析：计算光束在不同位置的束腰尺寸、发散角等参数
• 能量分布计算：分析指定观测平面的光斑能量密度分布
• 参数化研究：支持研究透镜参数变化对光束特性的影响
• 多样化可视化：提供光束传播路径、光斑尺寸变化、二维/三维能量分布等多种图形展示

使用方法

1. 参数设置：在主程序文件中设置激光参数（波长、束腰半径、束腰位置）、透镜参数（焦距、位置、孔径）和系统参数（传播距离范围、采样点数）

1. 运行分析：执行主程序开始光束传输计算和特性分析

1. 结果查看：系统将自动生成：

- 光束传播路径示意图 - 光斑半径随传播距离的变化曲线 - 指定位置的光斑能量分布热力图 - 三维能量分布曲面图 - 径向能量分布曲线

1. 参数优化：可通过修改透镜参数研究不同配置对光束聚焦特性和能量分布的影响

系统要求

• MATLAB版本：R2018a或更高版本
• 必需工具箱：

- 图像处理工具箱（Image Processing Toolbox） - 可选择安装优化工具箱（用于参数优化分析）

文件说明

主程序文件实现了系统的核心功能，包括高斯光束传输的数学模型建立、ABCD矩阵算法的具体实现、光斑能量分布的数值计算，以及各类分析结果的可视化展示。该文件整合了参数输入、传输计算、特性分析和图形输出的完整流程，为用户提供一站式的激光光束分析解决方案。