[推荐]GLAD：共焦非稳腔模拟仿真 [复制链接]

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： >$%rsc}^  
FHoY=fCI  
     (11.1) e>GX]tK  
其中，a是孔径半径，L为腔长，λ为波长，M是准直倍率。相应的参数数值为:L=90cm，a=0.3cm，M=2，λ=10μ。带入后计算得：N_c=2，N_eq=0.75。 )|d]0/<  
H&yK{0H  
激光在腔中来回一次后，分布的单位是初始时的两倍。要开始另一次来回传输，单位需要缩放到原来的单位，根据Siegman和Miller理论，每个来回损耗大约为44%。 Ah|,`0dw  
f{[]m(X;  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 D:r+3w:l]  
qYwEPGa\  
m4 :|  
参考文献 0/vmj,&B(  
DbL=2  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). s={jwI50  
o1dECLQa  
5LIbHSK  
C 谐振腔参数 ]V`L\  
---------------------------------------- 2#^@awJ ?  
等效菲涅尔数      0.5 fD1a)Az  
放大倍率          2 Ki8]+W37  
腔长              90cm i6.HR?n  
孔径1半径       0.3cm _a?(JzLw5  
孔径2半径      0.6cm 7I_1Lnnf  
----------------------------------------- BS6UXAf{|Z  
@77%15_Jz  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 Z0(}doh  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数 t/3t69\x  
##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 t:SME'~.P  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 k9'`<82Y  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 NJe^5>4`  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 /c>@^  
S(c&XJR  
####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 E\X:VQ9  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 G<8d=}  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 5Y#W$Fx($R  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 h"/y$  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 -9
f> rH\3  
prop 90                              # 向后传播90cm
.5'_5>tkv  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 =:5o"g  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 @_+B'<2  
prop 90 # 向前传播90cm Q#Vg5H4  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy Q96"^Hd  
write/screen/on  # 写屏 ^J[r<Dm8F  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量
^O9_dP:  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # {]F};_  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 6UXDIg=  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 qkg`4'rLg  
if STOP macro/exit  # 条件退出   @gn}J'  
if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句 _tJm0z!  
title resonator mode pass = @pass_number   I|SQhbi  
plot/l xrad=.75   ?Tr]zxtd  
endif %#zqZ|q  
macro/end 1dl@2CVS  
5g-AB`6T  
###初始化变量 :O~*}7
G  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # %:DH_0  
field_radius = 1.6  #调整场半径 ~h<<-c  
$YNWT\
FE  
c##建立初始单位和高斯场分布 /jtU<uX  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 m! 3e>cI  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 !qQB}sAf  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长
t@Bl3Nt{  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 wUj#ACqB  
XuY#EJbZ  
c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出 n;F/}:c_a  
gain/eigenvalue/set 1   X>$s>})Y  
plot/screen/pause 3 >p[skN 
 
TEST = 1   z :q9~  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 b":3J)Y6.  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 +IM:jrT(  
TEST = 0   YIc|0[ ]*|  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 ]8c%)%Vi  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 W{v{sQg  
noise 1 1                                 #从噪声开始 +4r.G(n),  
resonator/run 30                         #宏运行30次 L2jjkyX]  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 V?0Yzg$sy  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 ?uBZ"^'  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 )v+R+3<  
B}&9+2M  
###绘制汇聚场分布 ~@Wg3'&  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 O2n[`9*  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 z^etH/]Sy  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           Z.iQ
m{bI  
obs 1 .3                           "~|;XoMU  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 EW:tb-%`  
plot/watch ex11a_3.plt             Y!K5?kk  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         yG ,oSp|  
&-hz&/A,  
c##应用透镜并传播到远场 yt@;yd:OEk  
lens/sph 1 100                   _^(}6o  
prop 100                         @7fx0I'n  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 H/I1n\  
plot/watch ex11a_4.plt             0?0$6F  
plot/liso 1 ns=64                 N"M?kk,  
$OAak  
c###生成环围功率表 t V:oBT*  
encircled/calculate/energy 1       2l YA% n  
encircled/udata 1                 (=/%_jj  
title ex 11: encircled energy       mx ]a@tu  
plot/watch ex11a_5.plt # 9td[^EB#(h  
plot/udata 1 min=0. max=1. # w9c^IS  
end M< 1rQW'  
M;$LB@h  
l"ZfgJ}W  
uh8+Y%V p  
5'mpd  
p`CVq`k  
CL%+
`c0