指南1:如何计算一个简单激光腔中端面泵浦棒的热透镜 %rFP#L 目录 >r~0SMQr 1. 启动LASCAD和定义一个简单激光腔 1 *zJD$+Fo 2. 定义和分析端泵浦的棒 2 1Pu
, :Jt 2.1. 选择晶体的类型和泵浦结构 3 2q12yY f 2.2. 定义泵浦光的分布 3 AzZi{Q ? 2.3. 定义棒的冷却 6 t9ER;.e 2.4. 定义工作物质参数 6 4\v~HFsv 2.5. 定义合成物质 7 &Y 'z?N 2.6. 定义控制FEA计算程序的选项 7 ri,2clp 2.7. FEA结果的可视化 9 TV<Aj"xw 2.7.1. 3D观察器 9 Xz8$Xz,O 2.7.2. 2D数据分布和抛物线拟合 10 4 uShM0qa 2.8. 高斯模的计算 10 ,KT<4 2.9. 在模式图中插入晶体 11 :g&>D#{ 3. 调整腔参数 12 Nc,*hsx' 4. 激光腔特性分析工具 14 yj>){NcX 4.1. 激光腔稳定性分析 14 m^z,,t9 4.2. 高斯横模的分布以及与泵浦光分布的重叠显示 14 e "_&z#
2_ 4.3. 计算激光功率输出 15 V!mWn|lf 5. 光束传输代码(BPM) 16 ma3Qi/ ~'(9?81d 1. 启动LASCAD和定义一个简单激光腔 61G|?Aax
'HCnB]1 选择 Start/Programs/LASCAD/lascad启动LASCAD,定义工作路径,单击“OK”打开LASCAD 主窗口,单击工具栏最左端的“New Project”按钮或者主菜单上的“File”选项,将“Number of Face Elements”设置为4,输入适当的波长,其余选项保持默认设置,单击“OK”。 D^N[=q99&e
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现在可以看到LADCAD 的主菜单出现在窗口的上方,另外两个窗口在下方,其中一个窗口的标题是“Standing Wave Resonator”,另外一个的标题是“Parameter Field”,如图1所示。 nz>K{(
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上方的窗口是有4个元件的简单腔的模式图,下方窗口显示这个腔的参数。在每一个元件的下面的一列里显示这个元件的参数,比如在标有“Type-Param”的一例里显示每个镜的曲率半径。可以用标有元件序号的下拉框按钮来改变相应元件的类型,可以选择Mirror、Dielectric Interface或者Lens类型。每一元件序号下面的列显示相应的两元件的空间属性,比如折射率、“Refractive Parameter”(表示相应的抛物线型折射率分布的二阶导数)。关于这个窗口的其他功能的描述可以在第3节、快速入门或者使用手册中找到。 Xp#~N_S$
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2. 定义和分析端泵浦的棒 >)4.$#H
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2.1. 选择晶体的类型和泵浦结构 6`1k
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单击LASCAD 主窗口中的“FEA/Parameter Input & Start of FEA Code”打开标题为“Crystal, Pump Beam and Materials Parameters”的窗口,如图2。注意有六个标签页来定义不同的参数组。 _$!`VA%
在“Models”标签的对话框中列举了不同的晶体和泵浦结构供选择。默认的设置是“(Dual) end pumped cylindrical rod”。这个窗口的底部可以定义棒的尺寸,比如我们输入棒的长度为6mm 和直径为2mm,如图2所示。 *aI~W^N3
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2.2. 定义泵浦光的分布 <W?WUF
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选择“Pump Light”标签,打开如图3所示的窗口。 _;#9!"&
v3~FR,Kl 图3
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在对话框中可以选择超高斯函数近似泵浦光的分布。超高斯函数是指光的分布具有高斯分布的数学形式,但其指数比2大。增加超高斯函数的指数可以形成平顶分布。关于这些内容的详细描述请参阅LASCAD手册中。 9Kx<\)-GMD
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在“Incident pump power, W”标签的对话框中可以分别定义晶体左右端面的泵浦功率。对端泵而言,通常泵浦光束聚焦到棒中。在"Spot size at beam waist", "Distance of waist from left end face" 和"Beam divergence"的对话框中可以定义相关量的大小。 $ND90my
单击“From the right end”按钮就可以输入从右端输入泵浦光的参数。 p x0Sy|
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通过下列操作可以看到超高斯指数效应: A4}#U=3tI
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选定“x-y-symmetry”选项,打开“Super-gaussian exponent”选项y平面的下拉框,选择其参数比如10,单击底部右端的标有“Show Pump Light Distribution”的按钮,其泵浦光分布窗口将打开,如图4所示。 h>| g2h
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A=0@UqM 图4
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\x(.d.l/ 输入超高斯指数,光分布沿x轴是通常的高斯分布,而y轴呈平顶分布。从左至右图形拖动窗口下方的滑动条,能看到由于吸收而导致的吸收泵浦能量强度的减少。单击图形可以得到最大高度的图形。
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