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
- [kx, ky] = 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 |
