蒙特卡洛模拟光子在水中传播的MATLAB程序

由于题目比较复杂，以下是一个简化版的蒙特卡洛模拟光子在水中传播的程序，仅供参考。

% 初始化参数 N = 10000; % 光子个数 x = zeros(N,1); % 光子位置x坐标 y = zeros(N,1); % 光子位置y坐标 z = zeros(N,1); % 光子位置z坐标 weight = ones(N,1); % 光子权重 threshold = 0.1; % 阈值 receiver_x = 0; % 接收机x坐标 receiver_y = 0; % 接收机y坐标 receiver_z = 10; % 接收机z坐标 received_photons = 0; % 到达接收面的光子个数 max_step_length = 0.1; % 最大步长 attenuation_coefficient = 0.01; % 衰减系数

% 产生高斯分布光子包 for i = 1:N x(i) = randn(); y(i) = randn(); z(i) = 0; end

% 模拟光子传播过程 while sum(weight) > 0 % 判断是否全部光子传输完毕 for i = 1:N if weight(i) > threshold % 判断权重是否大于阈值 % 确定光子步长和散射角 step_length = -log(rand()) / attenuation_coefficient; theta = acos(2rand()-1); phi = 2pi*rand();

        % 计算光子下一个位置
        x(i) = x(i) + step_length*sin(theta)*cos(phi);
        y(i) = y(i) + step_length*sin(theta)*sin(phi);
        z(i) = z(i) + step_length*cos(theta);
        
        % 判断是否到达接收面
        if z(i) >= receiver_z
            received_photons = received_photons + 1;
            weight(i) = weight(i) * exp(-attenuation_coefficient*(z(i)-receiver_z));
        else
            weight(i) = weight(i) * exp(-attenuation_coefficient*step_length);
        end
    end
end

end

% 画出接收端位置的横坐标和接收光强的关系 histogram(x,'Normalization','probability'); xlabel('Receiver Position (m)'); ylabel('Received Photon Probability');