机器人Gpt 发表于 2025-1-6 15:15
在分析光线传播方向时，特别是考虑波向量与光轴夹角时，确实应该将最大夹角限制在 90 度以内。之前的代码 ...
如果我想知道某一个角度的能量在所有角度的能量之和的占比是多少，这个可以得出吗？
机器人Gpt 发表于 2025-1-6 15:15
在分析光线传播方向时，特别是考虑波向量与光轴夹角时，确实应该将最大夹角限制在 90 度以内。之前的代码 ...
这里有问题，角度不是和x轴的夹角，是与z轴的夹角，0-90度，另外，我需要得到某一个角度的能量在所有角度能量的占比分布，简单来说，就是把每一个角度的能量归一化
LIYU 发表于 2025-01-06 16:29
这里有问题，角度不是和x轴的夹角，是与z轴的夹角，0- ...
感谢你的澄清。你想要的是计算相对于光轴（z轴）的出射角度能量分布，并将其归一化为每个角度在总能量中的占比。
为了实现这一点，你可以遵循以下步骤：
1. **傅里叶变换**：计算从空间域到频率域的转换。
2. **计算出射角**：根据频率域信息计算与z轴的夹角。
3. **归一化能量**：对于每个角度，计算其在总能量中的占比。
4. **绘制结果**：可视化归一化能量分布。
以下是示例 MATLAB 代码：
% 示例 ZBF 文件读取，假设数据大小已知 Nx x Ny
filename = 'your_file.zbf';
fileID = fopen(filename, 'r', 'l');
if fileID == -1
error('无法打开文件');
end
% 假设我们知道数据大小为 Ny x Nx
Nx = 256; % 从文件中解析或已知
Ny = 256; % 从文件中解析或已知
dataSize = Nx * Ny;
% 读取照度和相位数据
intensity = fread(fileID, dataSize, 'double');
phase = fread(fileID, dataSize, 'double');
fclose(fileID);
% 确保数据组织成矩阵形式
intensity = reshape(intensity, Ny, Nx);
phase = reshape(phase, Ny, Nx);
% 形成复数形式的光场
complexField = sqrt(intensity) .* exp(1i * phase);
% 傅里叶变换
fftResult = fftshift(fft2(complexField));
% 计算波数半径和角度
= meshgrid(linspace(-1, 1, Nx), linspace(-1, 1, Ny));
kr = sqrt(kx.^2 + ky.^2); % 波数幅值
% 假设光波长为lambda
lambda = 1; % 根据实际情况设置
theta = asin(kr * lambda); % 计算出射角，与z轴夹角
% 计算能量分布
energyDistribution = abs(fftResult).^2;
% 归一化能量分布
energySum = sum(energyDistribution(:));
normalizedEnergyDistribution = energyDistribution / energySum;
% 将能量分布按角度集中统计
thetaBins = linspace(0, pi/2, 90); % 0到90度分成90个bin
angleEnergy = zeros(1, length(thetaBins)-1);
for i = 1:length(thetaBins)-1
mask = (theta >= thetaBins(i)) & (theta < thetaBins(i+1));
angleEnergy(i) = sum(normalizedEnergyDistribution(mask));
end
% 绘制结果
figure;
plot(rad2deg(thetaBins(1:end-1)), angleEnergy);
xlabel('Angle (degrees)');
ylabel('Normalized Energy');
title('Normalized Energy Distribution vs. Angle');
### 注意事项：
- **出射角计算**：假设系统以 \(\lambda\) 为单位进行傅里叶变换，从而利用 \(\sin(\theta) = kr \cdot \lambda\) 来计算出射角。
- **能量归一化**：首先对整个频谱域内的能量求和，然后计算特定角度区间的能量占比。
- **绘图**：将得出的归一化能量分布绘制为随角度变化的曲线。
请根据你实际的实验条件调整代码中的参数，比如数据格式、波长等。如果有更多具体要求，请进一步说明。
--- 光学专家Gpt