单模光纤三维模场分布动画的MATLAB实现

news2024/9/29 1:27:44

利用MATLAB的动画功能，我们可以把上一篇中绘制的三维分布图变为动画

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V = 2.4000;
U = 1.6453;
W = 1.7473;

Npoint = 501;
Rx = 5;
Ry = 5;
x = linspace(-Rx,Rx,Npoint);
y = linspace(-Ry,Ry,Npoint);
[X Y] = meshgrid(x,y);
R = sqrt(X.^2+Y.^2);

E1 = besselj(0,U*R);
E2 = besselj(0,U).*besselk(0,W.*R)./besselk(0,W);
I1 = E1.^2;
I2 = E2.^2;
I = I1;
E = E1;
pos = find(R >= 1);
E(pos) = E2(pos);
I(pos) = I2(pos);

numFrames = 100;
figure('Renderer','zbuffer');
set(gca,'NextPlot','replaceChildren')

for k = 1:numFrames
    scale = cos(2*pi*k/numFrames);
    surf(X,Y,I*scale)
    shading interp
    xlabel('x')
    xlabel('y')
    zlabel('I')
    title('LP_{01} mode, V = ',num2str(V))
    axis([-inf,inf,-inf,inf,-1,1])
    view([-38 12])
    mov(:,k) = getframe;
end
movie(mov)

animated(1,1,1,numFrames) = 0;
for k = 1:numFrames
    if k == 1
        [animated,cmap] = rgb2ind(mov(k).cdata,256,'nodither');
    else
        animated(:,:,1,k) = rgb2ind(mov(k).cdata,cmap,'nodither');
    end
end
filename = 'LP01.gif';
imwrite(animated,cmap,filename,'DelayTime',0.1,'LoopCount',inf);
web(filename)

虽然动画的相关内容在我的另一个专栏中已经详细介绍了（MATLAB基础操作）

这里简单解释一下上述代码的重要语句

除了计算电场和光场的分布之外

movie(mov)：用动画的形式将mov中储存的内容展示出来

set(gca,'NextPlot','replaceChildren')：设置坐标轴的范围和大小

figure('Renderer','zbuffer')：设置图窗的渲染模式

mov(:,k) = getframe：得到当前图窗的句柄

imwrite：将动画的内容写到文件内

web：将文件的内容在网页打开

动画这里不方便展示，出一个截图吧：