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    [推荐]GLAD:共焦非稳腔模拟仿真 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2020-09-30
    采用球面反射镜构造了一个共焦非稳腔,该结构与Siegman和Miller描述的结构一致[1]。该谐振腔的准直菲涅尔数和等量菲涅尔数分别为: N}e(.  
    k)o7COx  
         (11.1)
    c'>8pd  
    其中,a是孔径半径,L为腔长,λ为波长,M是准直倍率。相应的参数数值为:L=90cm,a=0.3cm,M=2,λ=10μ。带入后计算得:Nc=2,Neq=0.75。 (2&K (1.Y  
    JT}dor  
    激光在腔中来回一次后,分布的单位是初始时的两倍。要开始另一次来回传输,单位需要缩放到原来的单位,根据Siegman和Miller理论,每个来回损耗大约为44%。 KX&Od@cQ$  
    1WZKQeOo  
    GLAD的计算与该理论相符甚好。 DRS;lJ2  
    7~QwlU3n<F  
    WcQZFtW  
    参考文献 h=mI{w*  
    E9 :|8#b  
    A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). y$"~^8"z  
    "y3dwSS  
    5[0l08'D  
    C 谐振腔参数 ,(5dQ`hA0  
    ---------------------------------------- L.R\]+$U2  
    等效菲涅尔数      0.5 t~udfOvY  
    放大倍率          2 c>%z)uY>/  
    腔长              90cm rYP8V >  
    孔径1半径       0.3cm oC;l5v<  
    孔径2半径      0.6cm rmAP&Gw I  
    ----------------------------------------- '{1W)X  
    gs)%.k[BqG  
    ## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 mDe+ M {/  
    ## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数 +;4AG::GN  
    ##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏 %K/G+  
    ###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 Qg86XU%l  
    variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 8M5!5Jzv  
    variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 ()rx>?x5  
    #z1ch,*3;  
    ####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环 ({}O M=_  
    macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 z;Gbqr?{{  
    pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 8EVF<@{]  
    clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 1f bFNxo8M  
    mirror rad=180                       # 凸面反射镜,曲率半径r=180 .LhbhUEfn  
    prop 90                              # 向后传播90cm D q_{O  
    mirror rad=360.                        # 凹面镜 UC<[z#]\;  
    clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 g~WNL^GGS  
    prop 90 # 向前传播90cm oVxV,oH(  
    variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy yQQDGFTb!=  
    write/screen/on  # 写屏 2TevdyI  
    udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 ~,3v<A[5Vi  
    gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # WhVmycdv  
    gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 R*c0NJF  
    energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 M<|~MR  
    if STOP macro/exit  # 条件退出   eUUD|U*b   
    if [!TEST] then  #TEST值为0, 执行语句 `U?H^,FVA  
    title resonator mode pass = @pass_number   |4 d{X@`&  
    plot/l xrad=.75   f T+n-B  
    endif V.G9J!?<P  
    macro/end D;T r  
    Vzv.e6_  
    ###初始化变量 He$mu=$q{  
    pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # s D8xH  
    field_radius = 1.6  #调整场半径 {D_4~heF  
    7;#dX~>@{  
    c##建立初始单位和高斯场分布 t&?v9n"X  
    array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 ;@ !d!&  
    units/field 1 field_radius  # 定义单位 w[$Wpae  
    wavelength/set 1 10.  # 定义波长 ]mGsNQ ].H  
    gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 =Q8^@i4[&D  
    9@&Z`b_  
    c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出 }C2i#;b  
    gain/eigenvalue/set 1   Vp0GmZ  
    plot/screen/pause 3 a\ 2Myj  
    TEST = 1   K Lv  
    resonator/name conres  #设置谐振腔名字 3YNkT"~T  
    resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 *fy`JC  
    TEST = 0   T`2fPxM:cZ  
    pass_number = 0  #往返次数初始化为0 k:uuJ|  
    clear 1 0                                  #光束初始化为0 R?e7#HsJ  
    noise 1 1                                 #从噪声开始 RU ,N_GV   
    resonator/run 30                         #宏运行30次 ~uD;_Y=u)r  
    title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 Q)|LiCR,  
    plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 g>oYEFFJ  
    plot/udata max=0   #设置横坐标范围 5Vm}<8{  
    e hB1`%@  
    ###绘制汇聚场分布 :DF4g=  
    title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 ^OcfM_4pN  
    plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 }4ghT(C}$  
    plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           d/99!+r  
    obs 1 .3                           fkUH]CdaB  
    title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 LB ^^e"  
    plot/watch ex11a_3.plt             d4eCBqx  
    plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         eR 2T<7G  
    hFPRC0ftE  
    c##应用透镜并传播到远场 I4p= ?Ds  
    lens/sph 1 100                   hO@v\@;r  
    prop 100                         T_B.p*\BM  
    title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 %T*+t"\)  
    plot/watch ex11a_4.plt             HyYQQ  
    plot/liso 1 ns=64                 OcS`Fxs  
    fvAV[9/-  
    c###生成环围功率 Jn[ K0GV  
    encircled/calculate/energy 1       TF3q?0  
    encircled/udata 1                 :XY3TI  
    title ex 11: encircled energy       XI(@O)  
    plot/watch ex11a_5.plt # ,* vnt6C*  
    plot/udata 1 min=0. max=1. # r[4F?W  
    end +Y^F>/4=Y  
    M&T/vByTn_  
    图1.刮刀镜镜前会聚横模 S<9d^= a  
    )Is*- W  
    图2.单程能量损失图
    : MmXH&yR  
    图3 ?4?jG3p  
    R;,HtN  
    图4.刮刀镜镜后会聚横模 !eoec2h#5  
    5GxM?%\  
    图5.准直谐振腔的远场分布 .W.U:C1  
    Bw7:ry  
    图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线
    10a*7 L  
    QQ:2987619807
     
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