關(guān)鍵詞：MATLAB，F(xiàn)DTD，圓艾里光束，光束設(shè)計，光學(xué)力

圓艾里光束是一種具有獨特物理特性的矢量光束，具備非衍射、自加速及相位自愈等顯著優(yōu)勢，在微納顆粒操控、生物醫(yī)學(xué)檢測、光鑷技術(shù)及微納器件制備領(lǐng)域應(yīng)用潛力突出。本設(shè)計運用 MATLAB對光場設(shè)計，F(xiàn)DTD光場建模獲得光場平面，并添加微納顆粒，在不同傳播平面測量顆粒光學(xué)力分布以及光勢阱。此項設(shè)計通過MATLAB算法與FDTD 電磁仿真結(jié)合，形成從光束設(shè)計到光學(xué)力特性分析的完整技術(shù)鏈，在光與物質(zhì)相互作用的基礎(chǔ)研究及工程應(yīng)用具有中應(yīng)用潛力。

一、MATLAB光東設(shè)計

首先對光束進行光學(xué)設(shè)計，形成橢圓型艾里光相位，并將數(shù)據(jù)存儲，用于后續(xù)fdtd軟件調(diào)用。

二、FDTD建模

1.形成合適的圓艾里光束后，運行腳本“1 圓艾里光場參數(shù)設(shè)計”，進行光場參數(shù)的后續(xù)設(shè)計，如偏振態(tài)、顆粒尺寸等。

2.接著運行腳本“2 圓艾里光場”，以建立仿真環(huán)境。會隨第一步的參數(shù)進行深入設(shè)置。運行后會直接開始仿真。

3.形成的結(jié)構(gòu)會記錄三維光場信息，便于后續(xù)光學(xué)力仿真。

4.接著運行“3 顆粒光學(xué)力仿真”，這會在第一步設(shè)置好的參數(shù)基礎(chǔ)上，在特定高度，特定范圍放置顆粒，并利用獨特優(yōu)化過的腳本處理方式，進行快速光學(xué)力計算。

5.運行“4 光學(xué)力處理與繪圖”，計算特定平面的場強、相位以及光學(xué)力、勢阱分布

6.最后，計算添加顆粒后的場強分布，運行腳本“5 添加顆粒后場強分布”

三、總結(jié)

本設(shè)計基于MATLAB、FDTD腳本完成了對矢量圓艾里光束設(shè)計、仿真、光學(xué)力計算的全流程編碼、建模，得到的光場雨預(yù)期符合，光學(xué)力分析與光場情況抑制，實現(xiàn)了較為完善的模擬研究。

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