MATLAB激光谐振腔多模仿真与优化工具包

资 源 简 介

本MATLAB工具包提供激光谐振腔多模仿真与优化功能，支持共焦腔、球面平腔等结构的传播特性分析及模场分布可视化。通过光束传播矩阵（ABCD矩阵）快速评估腔体性能，助力谐振腔设计与研究。

详 情 说 明

激光谐振腔多模腔形仿真与优化系统 MATLAB 工具包

项目介绍

本工具包是一款基于MATLAB的激光谐振腔仿真与优化工具，主要用于分析和设计各类激光谐振腔结构。通过光束传播矩阵（ABCD变换）与腔模本征方程求解，系统能够快速仿真谐振腔内的光场传播特性，可视化模场分布，并提供稳定性评估与优化建议。适用于激光器设计、光学教学与研究等领域。

功能特性

• 腔形仿真：支持共焦腔、球面平腔、非稳腔等多种谐振腔结构的仿真
• 稳定性分析：自动计算谐振腔稳定性判据，提供稳定/非稳区间图形化展示
• 模场计算：通过边界条件迭代法求解腔模本征方程，输出横模模式强度与相位分布
• 参数优化：基于用户输入的镜面曲率半径、腔长等参数，优化束腰位置与模场尺寸
• 可视化输出：生成光线传播轨迹图、模场分布图等直观结果，支持多结构对比分析

使用方法

1. 设置参数：在MATLAB中编辑输入参数，包括腔体结构（镜面曲率半径、腔长）、激光波长、初始光束参数（束腰大小、发散角）以及仿真精度控制（迭代次数、误差容限）
2. 运行仿真：执行主程序，系统将自动进行ABCD矩阵计算、稳定性判断和模场求解
3. 查看结果：获取稳定性判断结果、模场分布图、束腰位置与大小等数据，并通过图形界面对比不同腔形性能

系统要求

• MATLAB R2018a 或更高版本
• 需要安装MATLAB基本工具包，无需额外工具箱

文件说明

主程序文件集成了激光谐振腔仿真的核心流程，包括读取用户输入的腔体参数与光学条件，执行光束传播矩阵计算与谐振腔稳定性判别，通过数值方法求解腔模本征方程并迭代收敛模场解，最后生成稳定性判据图示、模场分布图、光线传播轨迹以及关键参数（束腰尺寸与位置）的数据输出。