高斯光束在焦点处的光斑形状及分布， MATLAB程序

资 源 简 介

高斯光束在焦点处的光斑形状及分布， MATLAB程序

详 情 说 明

高斯光束是激光光学中最基础且重要的光束模型之一，它在焦点处的光斑特性直接影响着激光加工、光学测量等应用效果。通过MATLAB可以高效模拟这种物理现象。

在光学理论中，高斯光束的横向光强分布遵循高斯函数，呈现出中心最亮、边缘渐弱的圆形光斑。当光束经过透镜聚焦后，在焦点位置会形成最小的光斑尺寸（束腰），此处具有最集中的能量密度。

典型的MATLAB模拟流程会先定义光束参数：包括波长、束腰半径、传播距离等核心变量。利用矩阵运算生成二维坐标网格，随后根据高斯光束的数学表达式计算每个坐标点的光强值。

光强分布的可视化通常采用两种方式：三维曲面图能直观展示光强峰值和衰减趋势，而二维等高线图则更适合观察光束的对称性和扩散角度。在焦点位置附近进行多平面扫描，可以清晰演示光束从会聚到发散的全过程。

进阶分析时可以引入相位分布计算，这有助于理解高斯光束的波前特性。通过调整透镜焦距参数，还能研究不同聚焦条件下光斑尺寸的变化规律，这对光学系统设计具有重要参考价值。