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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: rUAt`ykTmN  
    9jM7z/Ff  
         (11.1)
    =);@<Jp  
    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。 Z_ Y'#5o#  
    nr,Z0  
    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%。 S2nX{=  
    g#cet{>  
    GLAD的计算与该理论相符甚好。 7T t!h f  
    O}p<"3Ub  
    LIQ].VxIs  
    参考文献 xtLP 4VL  
    5Z6MQ`(k  
    A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). mVh;=>8K  
    ik;F@kdm`  
    &|db}\jT  
    C 谐振腔参数 z0#2?o  
    ---------------------------------------- %~P T7"4  
    等效菲涅尔数      0.5 .aVtd [  
    放大倍率          2 vUOl@UQ5  
    腔长              90cm ju .pQ=PSX  
    孔径1半径       0.3cm kRBO]  
    孔径2半径      0.6cm \xv(&94U  
    ----------------------------------------- 6]kBG?m0  
    N^@:+,<3  
    ## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 P8ZmrtQm  
    ## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数 6 .)Xeb"  
    ##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏 _{gqi$Mi  
    ###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 As`=K$^Il.  
    variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 @qj]`}Gx'  
    variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 7mMMVz2  
    Jmi,;Af'/  
    ####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环 !\9^|Ef?  
    macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 I0z7bx  
    pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 S6 a\KtVa  
    clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 I~@8SSO,vH  
    mirror rad=180                       # 凸面反射镜,曲率半径r=180 tMp! MQ  
    prop 90                              # 向后传播90cm ela^L_NhF  
    mirror rad=360.                        # 凹面镜  (/,l0  
    clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 slUi)@b  
    prop 90 # 向前传播90cm ( }Bb=~  
    variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy jlFlhj:/I  
    write/screen/on  # 写屏 u *rP 8GuS  
    udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 w`V6vYd@  
    gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # fb>$p_s]  
    gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 6Io}3}3  
    energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 uLWu. Vx  
    if STOP macro/exit  # 条件退出   N'R^gL  
    if [!TEST] then  #TEST值为0, 执行语句 WvSm!W  
    title resonator mode pass = @pass_number   o ]z#~^w  
    plot/l xrad=.75   {uoF5|O6K  
    endif ;l ZKgi8`  
    macro/end *kg->J  
    Q}KOb4D  
    ###初始化变量 *X2PT(e[  
    pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # 0doJF@H  
    field_radius = 1.6  #调整场半径 O=(F46 M  
    &ah%^Z4um  
    c##建立初始单位和高斯场分布 >7%T%2N  
    array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 Ve&_NVPrd  
    units/field 1 field_radius  # 定义单位 ?4Rd4sIM$u  
    wavelength/set 1 10.  # 定义波长 m m`#v g,  
    gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 "QxULiw  
    !$oa6*<1  
    c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出 dnU-v7k,{  
    gain/eigenvalue/set 1   Br 7q.  
    plot/screen/pause 3 3IlVSR^py  
    TEST = 1   k:R\;l5  
    resonator/name conres  #设置谐振腔名字 k4{|Xn  
    resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 iae NY;T  
    TEST = 0   Zd>sdS`#r  
    pass_number = 0  #往返次数初始化为0 x5BS|3W$a  
    clear 1 0                                  #光束初始化为0 h-?yed*?  
    noise 1 1                                 #从噪声开始 jYRSV7d  
    resonator/run 30                         #宏运行30次 \&;y:4&l8  
    title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 cK u[ 4D{  
    plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 5P"R'/[PA_  
    plot/udata max=0   #设置横坐标范围 9n{Y6I x:  
    ]0ErT9  
    ###绘制汇聚场分布 WcNQF!f  
    title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 ,v>;/qm  
    plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 n+ebi>}P  
    plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           L%is"NZh  
    obs 1 .3                           jgIG";:Q  
    title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 pka^7OWyN  
    plot/watch ex11a_3.plt             pF-_yyQ  
    plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         0P9\;!Y  
    o&Xp%}TI  
    c##应用透镜并传播到远场 O8A1200  
    lens/sph 1 100                   `@],J  
    prop 100                         H/x0'  
    title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 e,_Sj(R8  
    plot/watch ex11a_4.plt             {/,(F^T>2  
    plot/liso 1 ns=64                 +u0of^}=  
    xsj ,l@Ey  
    c###生成环围功率 ^]R_t@  
    encircled/calculate/energy 1       z}u`45W+  
    encircled/udata 1                 F{E@snc  
    title ex 11: encircled energy       RdWn =;  
    plot/watch ex11a_5.plt # _Fa\y ZX  
    plot/udata 1 min=0. max=1. # DX>LB$dy?  
    end Y^!qeY  
    u0&R*YV  
    图1.刮刀镜镜前会聚横模 O@a OKk  
    |kPgXq6  
    图2.单程能量损失图
    1Ys=KA-!_x  
    图3 E2>{ seZ  
    _.; PLq~0  
    图4.刮刀镜镜后会聚横模 0j!3\=P$  
    w!6{{m  
    图5.准直谐振腔的远场分布 QjY}$  
    AYfOETz  
    图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线
    :5%98V>02  
    QQ:2987619807
     
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