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    [分享]GLAD—激光系统和物理光学仿真软件 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-07-16
    软件简介 EP'I  
    xJ rKH  
    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。 <| =^['vi  
    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。 "3;b,<0  
    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。 9ao GptgN  
    59MpHkr  
    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。 w,x'FZD  
    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。 <=Z`]8  
    SJ8CBxA  
    功能特性
    ExxD w_VGT  
    GLAD在激光器模拟方面有着无与伦比的优势: nj4G8/U-q  
    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。 zL@FN sYVM  
    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。 M5Q7izM  
    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。 ;RzbPlkl  
    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。 dWi:V 7t+  
    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。 b haYbiX?  
    6.采用有限差分方法模拟热透镜效应。 TbQ5  
    7.可以模拟偏振过程以及部分相干光现象。 *l.tsICmbP  
    *=b36M   
    GLAD基本版的功能 NpAZuISD!  
    L ]Y6/Q   
    □ 整合环境设计区(IDE) SL$ bV2T  
    CzfGb4  
    □ 简单或复杂激光束追迹 *Sw1b7l  
    vPce6 Cl*  
    □ 相干和非相干交互作用 _O;2.M%@  
    c( 8>|^M  
    □ 非线性激光增益模型 :~wU/dEEiz  
    EQ%,IK/  
    □ 透镜和反射镜:球面镜、柱面镜 lS96sjJp@  
    |kc#=b@l  
    □ 任意形状的光阑 5Z_7Sc  
    (N^tg8Z<  
    □ 近场-和远场-衍射传输分析 ~cH3RFV  
    ,SG-{   
    □ 稳态和非稳态谐振腔模型 Vo`,|3^  
    J e"~/+  
    □ 为谐振腔设计提供的特殊功能 U'p-Ko#  
    Ql]+,^kA@  
    □ Seidel, Zernike, 和相位光栅像差分析 Ba#wW E  
    ,)35Vi;.  
    □ 平滑随机数波前像差(smoothed random wavefront aberrations) $I|6v  
    sLze/D_M*  
    □ 透镜和反射镜数组 r WULv  
    | IB4-p  
    □ 变量数组,可达1024x1024 [Ol~}@gV  
    {?RVw`g&f  
    □ 方形数组和可分离的衍射理论 jt`\n1q)  
    U["-`:>jfp  
    □ 多重,独立的激光束追迹传输 nh]}KFO h  
    T*{nf  
    □ 自动传输技术控制 b]6@ O8  
    $_f"NE}  
    □ 薄片增益模型 >_|$7m.?n[  
    @/W~lJ!e  
    □ 全局坐标系统 ;!(GwgllD  
    GV0-"9uwX~  
    □ 任意的反射镜位置及方位设置 2+=:pc^  
    gT{WH67u  
    □ 几何像差 !g7lJ\B  
    {'a|$u+  
    □ 大Fresnel数系统模拟 uD4j.%  
    qAW?\*n5N  
    □ Zonal自适应光学模型(Zonal adaptive optics model) &>A<{J@VL  
    ]x5+v0   
    □ 相位共轭(phase conjugation) M2!2 J  
    oM(8'{S=  
    □ 极化模型 *ry}T=  
    YhQ%S}  
    □ 部分相干光模型 CmxQb,Uls  
    v2jpao<K  
    □ ABCD传输 N4)ZPLV  
    @hwe  
    □ 光纤光学和3-D波导 W 9!K~g_  
    :5[1Iepdn  
    □ 二元光学(binary optics)和光栅 D"M[}$P  
    -?p4"[  
    □ 矢量衍射方法对高数值孔径(NA)物镜进行分析 <O0.q.  
    UvF5u(o  
    □ M-平方因子评价 > JV$EY,  
    (v}4,'dS  
    □ 相位修正的优化 8Z!Mad  
     &4{!5r  
    □ 模拟退火优化(simulated annealing optimization) *f o>  
    UY (\T8  
    GLAD Pro增加的功能 7yQw$zG,Iz  
    Hu$y8_Udw  
    □ 非线性光学: B!1h"K5.($  
    1.Raman放大,四波混频(Four-wave mixing) tID=I0D  
    2.倍频 M(?0c}z  
    3.自聚焦效应(self-focusing effects) Mp?L9  
    <,*3Av  
    □ 激光过程: w:+&i|H>  
    1.速率方程增益模型(rate equation gain) L6./5`bs  
    2.激光起振和Q-switching =Q*x=}NH  
    3X%h?DC  
    □ 优化: C}qHvwFm  
    1.任意结构的最小二乘优化(least squares optimization) VWK%6Ye0  
    2.使用者自定义评价函数(merit function) ^[6el_mj  
    3.任何的系统参数都能进行优化 G|YNShK4=9  
    nJ}@9v F/  
    □ 几何光学: =O3)tm;  
    1.精密表面配合光线追迹 RPdFLC/  
    2.透镜组的定义和分析 e}+Zj'5  
    Wv||9[Rd  
    □ 大气效应: VWc)AfKe  
    1.Kolmogorov扰动 s:3b.*t<  
    2.热致离焦(thermal blooming) mKsJ[)#.  
    :DrF)1C  
    典型案例图示 F*T$n"^  
    _2TL>1KZt  
    任意形状的光阑 erh ez  
    wC?$P  
    qrf90F)  
    6Ey@)p..E  
    S形光纤波导 G@txX '  
    -3u ;U,}  
    03c8VKp'p  
    Lg~ll$ U  
    空间光耦合进入光纤 ~dk97Z8  
    qOy0QZ#0  
    /0o#V-E)  
    Y,Lx6kU  
    二元光学元件 L2=:Nac  
    &?$mS'P  
    z'7XGO'Lo  
    JvK]EwR ;  
    剪切干涉仪 q ~^!Ck+#*  
    FGzKx9I9  
    s (K SN/  
    ^HxIy;EQ<z  
    大气热晕 ^GlzKl   
    5M/~ |"xk  
    SsPZva  
    *%Fu/  
    谐振腔分析 Sy' ]fGvx  
    Nv^b yWqu  
    je5[.VTM  
    ^qzH(~g{M  
    模式竞争 K?Sy ?Kz  
    ,Ha<lU2K  
    }'*6 A  
    +w-J;GLSy  
    调Q激光器输出特性 h-kmZ<p|^  
    `2hg?(ul  
    t cO{CI  
    Cv}^]_`Q  
    R1*4  
    3)OQgeKU  
    <uxLG;R  
    QQ:2987619807 r?IBmatK/  
     
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