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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 BAQ-1kSz  
    %mC@}  
    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。 wqo:gW_  
    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。 $e+sqgU  
    GLAD的使用方法为调用内部各类“积木”进行建模、传输和分析。积木的类型包括:用于进行系统和光束初始化的命令;用于表征各类像差和相位屏的命令;用于表征各类传统光学元件的命令;用于表征各类非线性过程的命令;用于表征激光增益介质的命令;用于光束参数诊断的命令;用于计算结果输入、输出的命令等。只要将不同类型的积木有机“组装”起来就可以轻松实现任意光学系统的模拟。 8 #4K@nm5  
    B[Lm}B[  
    GLAD允许用户自定义变量、子程序、循环、方程式、以及其它高级语言结构。 m|q,i xg  
    GLAD的应用领域包括:(1)包含传统光学元件,如各种透镜、反射镜、棱镜的光学系统的衍射传输分析;(2)光束质量的分析和评价;(3)二元衍射光学元件的分析;(4)各种波导的分析;(5)激光系统的分析:无源腔性能分析,含各类增益介质的有源腔分析;(6)多种非线性过程的模拟;(7)偏振效应分析。 I/7!5Z*  
    F CYGXtc  
    功能特性
    [Vs\r&qL  
    GLAD在激光器模拟方面有着无与伦比的优势: jz8u'y[n7  
    1.理论基础是衍射光学,通过分步傅立叶方法实现衍射传输和非线性现象(含增益)的模拟。并将物理光学和几何光学有机结合起来,实现对复杂系统的快速模拟。 {VAih-y  
    2.提供多种激光器组件命令,如透镜(理想的和实际的),透镜阵列,反射镜,棱镜,自适应反射镜,双折射晶体,光栅,谱色散平滑元件,任意形状的光阑,光纤以及各种结构的波导等,可以快速建立激光器模型。 ?W'z5'|  
    3.准确模拟激光器谐振腔的特性,如输出的激光模式,输出功率与泵浦光之间的变化关系。通过改变谐振腔的参数(如腔镜的曲率半径、通过率、位置参数),可以观察这些因素对于输出模式、输出能量的影响。 vX:}tir[  
    4.提供多种诊断函数,通过调用这些函数可以计算任意光场的参数,如Strehl比,M2因子,光束的半高全宽,环围能量(可聚焦能力的一个重要的衡量参数),输出光束的像差特性(拟合出Zernike多项式的系数),波前的RMS值,光学传递函数(OTF),光学系统的Rayleigh范围以及位置等。 Dck/Ea  
    5.在非线性特性方面的模拟具有非常显著的优势,是目前唯一能够涵盖几乎所有非线性特性的物理光学模拟软件。可以模拟的非线性过程包括:各种增益过程(包括CO2增益模型、BEER定律增益模型、半导体增益模型、三能级系统模型、速率方程模型),自聚焦过程,倍频过程,和频过程,四波混频过程,Raman放大过程,大气湍流引起的热晕过程。 MtJ-pa~n  
    6.采用有限差分方法模拟热透镜效应。 ?I?G+(bq  
    7.可以模拟偏振过程以及部分相干光现象。 qA[lL(  
    }r,M (Zr  
    GLAD基本版的功能 7i($/mNl  
    W_B=}lP@x  
    □ 整合环境设计区(IDE) D_lRYLA+  
    :UdW4N-  
    □ 简单或复杂激光束追迹 W'4/cO  
    jf3Zy :*K  
    □ 相干和非相干交互作用 hF$`=hE,F~  
    +0Q   
    □ 非线性激光增益模型 \dHqCQ  
    :$D*ab^^P  
    □ 透镜和反射镜:球面镜、柱面镜 *duG/?>P  
    v*.R<- X:  
    □ 任意形状的光阑 8C{&i5kj\E  
    m%L!eR  
    □ 近场-和远场-衍射传输分析 &m3-][ !n  
    \=0;EI-j  
    □ 稳态和非稳态谐振腔模型 Wx0i_HFR  
    b d 1^  
    □ 为谐振腔设计提供的特殊功能 `%Fp'`ZM$8  
    <ww D*t  
    □ Seidel, Zernike, 和相位光栅像差分析 H?"M&mF  
    ]+:yfDtZd  
    □ 平滑随机数波前像差(smoothed random wavefront aberrations) EA~xxKq  
    [ K?  
    □ 透镜和反射镜数组 Ii+3yE@c  
    ^8&}Nk[j  
    □ 变量数组,可达1024x1024 4<[?qd 3v=  
    1]If< <  
    □ 方形数组和可分离的衍射理论 /<-PW9X?  
    w>2lG3H<  
    □ 多重,独立的激光束追迹传输 4 $R!)  
    k^}[+IFJ  
    □ 自动传输技术控制  /!ElAL  
    Fu.aV876\f  
    □ 薄片增益模型 =b%f@x_U1  
    Owf!dMA;nF  
    □ 全局坐标系统 THwM',6  
    TFkG"ev  
    □ 任意的反射镜位置及方位设置 w"0$cL3  
    wKpGJ& {  
    □ 几何像差 Kyh6QA^  
     ,t 2CQ  
    □ 大Fresnel数系统模拟 s{dm,|?Jl,  
    `p\%ha!,w  
    □ Zonal自适应光学模型(Zonal adaptive optics model) FJ84 'T\~  
    A'w+Lc.2  
    □ 相位共轭(phase conjugation) \>S.nW  
    Vu(NP\Wm  
    □ 极化模型 ^x&x|ckR!  
    8 o}5QOW  
    □ 部分相干光模型 "22./vWV|i  
    <l1/lm<#  
    □ ABCD传输 ])?dqgwa  
    (`4&h%g  
    □ 光纤光学和3-D波导 ?`TJ0("z"  
    1le9YL1_g  
    □ 二元光学(binary optics)和光栅  *wJ$U  
    ]MYbx)v)  
    □ 矢量衍射方法对高数值孔径(NA)物镜进行分析 vE9"1M  
    P{dR pH|  
    □ M-平方因子评价 8nI~iN?"   
    s>;"bzzq  
    □ 相位修正的优化 HZ<#H3_ix  
    9]3l'  
    □ 模拟退火优化(simulated annealing optimization) !&OdbRHM  
    iY>x x~V  
    GLAD Pro增加的功能 IG0_  
    ?4SYroXUX|  
    □ 非线性光学: &K]|{1+  
    1.Raman放大,四波混频(Four-wave mixing) 87[o^)8  
    2.倍频 %enJ[a%Qg  
    3.自聚焦效应(self-focusing effects) ,;6%s>Cvd(  
    xF UD9TM  
    □ 激光过程: f@Mku0VT  
    1.速率方程增益模型(rate equation gain) gS(JgN  
    2.激光起振和Q-switching ^Whc<>|  
    K/(LF}  
    □ 优化: +PYR  
    1.任意结构的最小二乘优化(least squares optimization) "^t7]=q  
    2.使用者自定义评价函数(merit function) gs2qLb  
    3.任何的系统参数都能进行优化 TPb&";4ROf  
    2;]tItd1  
    □ 几何光学: ] Q^8 9?  
    1.精密表面配合光线追迹 NHZMH!=4:n  
    2.透镜组的定义和分析 BfCib]V9C  
    6Hc25NuQZ  
    □ 大气效应: ~(m6dPm$}m  
    1.Kolmogorov扰动 Rt%Dps%  
    2.热致离焦(thermal blooming) &[\zs&[@y  
    y%--/;  
    典型案例图示 Q3lVx5G>4  
    ?_pd#W=!  
    任意形状的光阑 h<m>S,@g  
    $_ $%L0)5  
    .*k!Zl*  
    FIn)O-<  
    S形光纤波导 >VjtKSN  
    \^F6)COy  
    )P1NX"A  
    >&<D.lx  
    空间光耦合进入光纤 e /XOmv  
    ICoZ<;p  
    tSDp>0yZ3  
    X pXhg*}K  
    二元光学元件 jbOzbxR?  
    ^(xVjsHp#  
    kH=~2rwm  
    uJ*|SSN~  
    剪切干涉仪 w*SFQ_6YE  
    \@2sI  
    Vfw +m1sS  
    [-[|4|CnOm  
    大气热晕 `).;W  
    7Ph+Vs+h  
    zJ0'KHF}o  
    mR{%f?B  
    谐振腔分析 {iq{<;)U?U  
    JvUHoc$sI  
    XeBSHvO_  
    N_!Zn"J  
    模式竞争 `~t$k7wm=  
    CvTgtZ '  
    A%M&{S'+|X  
    qpc2;3*7  
    调Q激光器输出特性 8<^6<c  
    `V ++})5v  
    Z42v@?R.!W  
    }Lwj~{  
    "=!QSb  
    h$zPQ""8  
    @p2dXJeR<  
    QQ:2987619807 'E8dkVlI  
     
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