MATLAB实现的啁啾高斯光束在光纤中传播的波形变化仿真

1. 参数设置

% 光束参数
w0 = 1e-3; % 腰斑半径 (m)
lambda = 1.064e-6; % 波长 (m)
k = 2 * pi / lambda; % 波数
zR = pi * w0^2 / lambda; % 雷利长度

% 啁啾参数
C = -1e12; % 啁啾率 (Hz/m)

% 传播参数
z_max = 10 * zR; % 最大传播距离
dz = zR / 100; % 传播步长
z = 0:dz:z_max; % 传播距离向量

% 空间参数
x_max = 5 * w0; % 最大横向距离
dx = x_max / 100; % 空间步长
x = -x_max:dx:x_max; % 横向距离向量
[X, Z] = meshgrid(x, z); % 空间-传播网格

2. 啁啾高斯光束的初始场分布

% 初始高斯光束
I0 = exp(-2 * (x / w0).^2);

% 初始啁啾相位
phi_chirp = C * x.^2;

% 初始场分布
E0 = sqrt(I0) .* exp(1j * phi_chirp);

3. 传播过程中的波形变化仿真

% 初始化传播过程中的场分布
E = E0;

% 存储传播过程中的场分布
E_propagated = zeros(size(E0, 1), size(z));

% 传播过程
for i = 1:length(z)
    % 当前传播距离
    current_z = (i-1) * dz;
    
    % 当前传播相位
    phi_propagation = k * current_z - k^2 * current_z^2 / (2 * zR);
    
    % 当前场分布
    E = E0 .* exp(1j * phi_propagation);
    
    % 存储当前场分布
    E_propagated(:, i) = abs(E);
end

4. 绘制传播过程中的波形变化

% 绘制初始波形
figure;
plot(x, abs(E0));
title('Initial Intensity Distribution');
xlabel('Lateral Distance (m)');
ylabel('Intensity');

% 绘制传播过程中的波形变化
figure;
imagesc(x, z, abs(E_propagated));
title('Propagation of Chirped Gaussian Beam');
xlabel('Lateral Distance (m)');
ylabel('Propagation Distance (m)');
colorbar;

参考代码 啁啾高斯光束在光线中传播的波形变化 www.youwenfan.com/contentcse/82019.html