Python是一種多用途編程語言，其使程序員能夠快速高效地編寫各種類型的軟件應用。其中最常用的應用程序之一就是使用Python來繪制圖形。本篇文章將介紹如何使用Python繪制高斯光束。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from scipy import special
x = np.linspace(-5, 5, 1000)
y = np.linspace(-5, 5, 1000)
X, Y = np.meshgrid(x, y)
r = np.sqrt(X**2 + Y**2)
theta = np.arctan2(Y, X)
s = 1 # Beam waist
k = 2*np.pi/1 # Wavelength
z = 0
E = np.exp(-(r/s)**2)*np.exp(-1j*(k*z + theta))
Z = np.abs(E)**2
fig, ax = plt.subplots()
ax.contourf(X, Y, Z, cmap='hot')
ax.set_title('Gaussian beam')
plt.show()

本代碼使用Numpy、Matplotlib和Scipy庫來生成高斯光束。首先，我們定義了一個正方形的坐標系，并使用Meshgrid()函數將每個點的坐標位置轉換為X和Y坐標矩陣。然后，我們定義了一個距離坐標系中心點的距離r和角度θ。接著，我們定義了光束的參數（s、k和z），通過下面的公式計算了高斯光束波函數E：

E = np.exp(-(r/s)**2)*np.exp(-1j*(k*z + theta))

這個公式包括了兩個模塊，第一個模塊通過高斯函數來計算波函數的振幅和射束的寬度，第二個模塊則考慮了光束的相位。最后我們使用np.abs()函數計算了波函數的強度，保存在Z中。最后，我們使用Matplotlib庫中的contourf函數來繪制出高斯光束圖形。

本代碼提供了一個簡單而有用的技術，可用于Python中的物理圖像生成。它基于熟悉的Python庫，易于實現和調整，有助于讓新手了解關于Python圖像繪制的基本概念。如果你對Python編程有興趣，可以嘗試在上面的代碼基礎上進行改進，例如增加更多的高斯光束，或使用其他類型的函數來生成形狀不同的圖形。