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软件简介 hM(Hq4ed, DB] ]6 GLAD是由美国Applied Optics Research公司开发的一款专业的物理光学软件,特别适用于激光领域各种光学现象的仿真和评估!软件的开发者George Lawrence教授长期在光学领域排名NO.1的美国亚利桑那大学任教,在物理光学特别是激光领域拥有三十多年的研究经验。 $:D hK GLAD使用复振幅来描述光束,采用快速傅里叶变换结合分步傅里叶算法进行传输分析,几乎能对所有类型的激光系统进行分析,或对物理光学系统做完整的端-对-端的分析处理,还囊括各种激光增益模型、数种非线性过程和许多其它的激光及物理光学效应。 _j_c& GLAD的使用方法为调用内部各类“积木”进行建模、传输和分析。积木的类型包括:用于进行系统和光束初始化的命令;用于表征各类像差和相位屏的命令;用于表征各类传统光学元件的命令;用于表征各类非线性过程的命令;用于表征激光增益介质的命令;用于光束参数诊断的命令;用于计算结果输入、输出的命令等。只要将不同类型的积木有机“组装”起来就可以轻松实现任意光学系统的模拟。 QO,ge<N+N 4Gy3s|{ GLAD允许用户自定义变量、子程序、循环、方程式、以及其它高级语言结构。 m%OX<
T! GLAD的应用领域包括:(1)包含传统光学元件,如各种透镜、反射镜、棱镜的光学系统的衍射传输分析;(2)光束质量的分析和评价;(3)二元衍射光学元件的分析;(4)各种波导的分析;(5)激光系统的分析:无源腔性能分析,含各类增益介质的有源腔分析;(6)多种非线性过程的模拟;(7)偏振效应分析。 gBd~:ZUa r3Ih]|FK# 功能特性 GlXzH1wZ GLAD在激光器模拟方面有着无与伦比的优势: MS%h`Ypo 1.理论基础是衍射光学,通过分步傅立叶方法实现衍射传输和非线性现象(含增益)的模拟。并将物理光学和几何光学有机结合起来,实现对复杂系统的快速模拟。 UFa 00t^5 2.提供多种激光器组件命令,如透镜(理想的和实际的),透镜阵列,反射镜,棱镜,自适应反射镜,双折射晶体,光栅,谱色散平滑元件,任意形状的光阑,光纤以及各种结构的波导等,可以快速建立激光器模型。 BQ~&gy{ 3.准确模拟激光器谐振腔的特性,如输出的激光模式,输出功率与泵浦光之间的变化关系。通过改变谐振腔的参数(如腔镜的曲率半径、通过率、位置参数),可以观察这些因素对于输出模式、输出能量的影响。 gi\UNT9x 4.提供多种诊断函数,通过调用这些函数可以计算任意光场的参数,如Strehl比,M2因子,光束的半高全宽,环围能量(可聚焦能力的一个重要的衡量参数),输出光束的像差特性(拟合出Zernike多项式的系数),波前的RMS值,光学传递函数(OTF),光学系统的Rayleigh范围以及位置等。 j%*<W> O 5.在非线性特性方面的模拟具有非常显著的优势,是目前唯一能够涵盖几乎所有非线性特性的物理光学模拟软件。可以模拟的非线性过程包括:各种增益过程(包括CO2增益模型、BEER定律增益模型、半导体增益模型、三能级系统模型、速率方程模型),自聚焦过程,倍频过程,和频过程,四波混频过程,Raman放大过程,大气湍流引起的热晕过程。 l)1ySX&BU 6.采用有限差分方法模拟热透镜效应。 ,rQPs 7.可以模拟偏振过程以及部分相干光现象。 >Gxu8,_; /lvH p
GLAD基本版的功能: ;\+A6(GX{ Bk1gE(( □ 整合环境设计区(IDE) C?b_E s0'Xih sw6 □ 简单或复杂激光束追迹 \6Hu&WHy }*0*8~Q'5 □ 相干和非相干交互作用 9hs7B!3pc> 7Rom#Kl: □ 非线性激光增益模型 RFm9dHI27 K fNR)
□ 透镜和反射镜:球面镜、柱面镜 JE+{Vx} L_7-y92<W □ 任意形状的光阑 i+.b R.WO QGd"Z lQ □ 近场-和远场-衍射传输分析 5 %aT o//PlG~ □ 稳态和非稳态谐振腔模型 t)~v5vr E)l@uPA'1 □ 为谐振腔设计提供的特殊功能 dCMWv~> s|&2QG0'7 □ Seidel, Zernike, 和相位光栅像差分析 c7N`W}BZ V?Zvu9b& □ 平滑随机数波前像差(smoothed random wavefront aberrations) }u..m$h E%+1^
L □ 透镜和反射镜数组 X<"W@ g8w5X!Z
□ 变量数组,可达1024x1024 D(<20b, J;BG/VI1 □ 方形数组和可分离的衍射理论 Z$5@r2d) (@?PN+68| □ 多重,独立的激光束追迹传输 xlaBOK a% 5gbJTh<JU □ 自动传输技术控制 R|AGN*. e[8p /hId □ 薄片增益模型 6*2z^P9FRj ve /Q6j{ □ 全局坐标系统 SQbnn" TNC,{sM □ 任意的反射镜位置及方位设置 0$l D E8Wgm
8 □ 几何像差 s&$Zgf6Z Mzx y'UV □ 大Fresnel数系统模拟 p68)
0 RyxIJJui □ Zonal自适应光学模型(Zonal adaptive optics model) `+QrgtcEy4 8f | □ 相位共轭(phase conjugation) u]ZCYJ> l$Y7CIH □ 极化模型 `7|v _,;c2 □ 部分相干光模型 vf(\?Js, ^@`dsll □ ABCD传输 .yF7{/ s?5(E} □ 光纤光学和3-D波导 NPEs0| 7Q.?]k& □ 二元光学(binary optics)和光栅 mOyBSOad4 u U>Bun
□ 矢量衍射方法对高数值孔径(NA)物镜进行分析 ([ xYOxcp5 jfHVXu^M □ M-平方因子评价 8\t~*@" ;^FV □ 相位修正的优化 nQvv'%v0 c X553& □ 模拟退火优化(simulated annealing optimization) y_8 8I:O K$\]\qG6 GLAD Pro增加的功能: 4>>d
"<}C qMz0R\4 □ 非线性光学: V5RfxWtm: 1.Raman放大,四波混频(Four-wave mixing) aC$hg+U$G 2.倍频 q=E<y 3.自聚焦效应(self-focusing effects) /'p(X~X:l Y9 ,KOs □ 激光过程: U)+Yh 1.速率方程增益模型(rate equation gain)
*}0g~8Gp 2.激光起振和Q-switching dHzo_VV i%0Ml:Y □ 优化: h4S,(*V$! 1.任意结构的最小二乘优化(least squares optimization) QE$sXP7&u 2.使用者自定义评价函数(merit function) +kQ$X{+;8 3.任何的系统参数都能进行优化 0\Qqv7> }0|,*BkI
m □ 几何光学:
grnlJ= 1.精密表面配合光线追迹 =g$%. 2.透镜组的定义和分析 ]Z@-r izow=} □ 大气效应: Dw?nf 1.Kolmogorov扰动 ~k4S~!(U0 2.热致离焦(thermal blooming) n_hV; 9=~"^dp54% 典型案例图示 5R/!e`(m q3e%L 任意形状的光阑 +EJIYvkFm Q'&oSPXSDd *)ZDN~z7o a&p|>,WS S形光纤波导 Lt.a@\J'_ !iA0u ;dNKe.`Dg Pp6(7j 空间光耦合进入光纤 me#VCkr# _1f!9ghT\ P|_>M SO1' `[w:l[i 二元光学元件 )}1J.>5 G@ XKE17 (qnzz!s 3@*J=LGhKc 剪切干涉仪 znzh$9tH b'4{l[3~nl lO9ML-8C1 )Y+n4UL3NK 大气热晕 8TZNvN4u (\>3FwFHW| )"2)r{7: r'#5ncB 谐振腔分析 UYn5Pix /mX/
"~ /\V-1 7- +6-c<m| 模式竞争 a_P8!pk+5 6Lr G+p` (;;%B = R$IxR=hMx 调Q激光器输出特性 4R0'$Ld4 %{WS7(si L}pMjyM 3,=97Si= `+[Ct08 \C $LjSS- 1%68Pnqk QQ:2987619807 :3J,t//c
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