高斯光束经过厚透镜的光强分布 MATLAB

资 源 简 介

高斯光束经过厚透镜的光强分布 MATLAB

详 情 说 明

高斯光束经过厚透镜后光强分布的计算是激光光学中的重要研究内容。对于平凸透镜这类厚透镜，需要采用完整的ABCD传输矩阵方法进行建模。本文介绍使用MATLAB计算1mm半径平凸透镜对高斯光束变换的基本思路。

厚透镜与薄透镜的主要区别在于需要考虑透镜厚度对光束传输的影响。计算时需要将厚透镜分解为前表面折射、透镜内部传输和后表面折射三个部分，每个部分都有对应的ABCD矩阵。对于1mm半径的平凸透镜，曲率半径和折射率是关键参数。

在MATLAB实现中，可以通过构建光线传输矩阵来跟踪高斯光束的演化。首先定义入射高斯光束的参数，包括束腰半径和位置。然后计算透镜各个面的传输矩阵，通过矩阵乘法得到整体传输矩阵。最后根据输出矩阵计算变换后的光束参数。

光强分布的可视化通常使用MATLAB的二维绘图功能，可以展示光束在透镜前后的光强变化，以及焦平面附近的光强分布特征。透镜的像差效应会导致光强分布出现不对称和变形，这在1mm小口径透镜中尤为明显。

对于科研和工程应用，这种计算可以优化透镜设计，预测激光系统的光束质量，也可用于光学系统对准和性能评估。通过改变透镜参数，可以研究不同条件下高斯光束的变换规律。