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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 U>jLh57  
    e[AwR?=  
    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。 M~k2Y$}R  
    GLAD使用复振幅来描述光束,采用快速傅里叶变换结合分步傅里叶算法进行传输分析,几乎能对所有类型的激光系统进行分析,或对物理光学系统做完整的端-对-端的分析处理,还囊括各种激光增益模型、数种非线性过程和许多其它的激光及物理光学效应。 H(k-jAO,  
    GLAD的使用方法为调用内部各类“积木”进行建模、传输和分析。积木的类型包括:用于进行系统和光束初始化的命令;用于表征各类像差和相位屏的命令;用于表征各类传统光学元件的命令;用于表征各类非线性过程的命令;用于表征激光增益介质的命令;用于光束参数诊断的命令;用于计算结果输入、输出的命令等。只要将不同类型的积木有机“组装”起来就可以轻松实现任意光学系统的模拟。 /WX 0}mWu  
    eLc@w<yB  
    GLAD允许用户自定义变量、子程序、循环、方程式、以及其它高级语言结构。 _pS!sY~d  
    GLAD的应用领域包括:(1)包含传统光学元件,如各种透镜、反射镜、棱镜的光学系统的衍射传输分析;(2)光束质量的分析和评价;(3)二元衍射光学元件的分析;(4)各种波导的分析;(5)激光系统的分析:无源腔性能分析,含各类增益介质的有源腔分析;(6)多种非线性过程的模拟;(7)偏振效应分析。 &XE eJ  
    zBd)E21H  
    功能特性
    K4>nBvZ?v  
    GLAD在激光器模拟方面有着无与伦比的优势: .qjdi`v  
    1.理论基础是衍射光学,通过分步傅立叶方法实现衍射传输和非线性现象(含增益)的模拟。并将物理光学和几何光学有机结合起来,实现对复杂系统的快速模拟。 x%\m/_5w%  
    2.提供多种激光器组件命令,如透镜(理想的和实际的),透镜阵列,反射镜,棱镜,自适应反射镜,双折射晶体,光栅,谱色散平滑元件,任意形状的光阑,光纤以及各种结构的波导等,可以快速建立激光器模型。 yC<[LH  
    3.准确模拟激光器谐振腔的特性,如输出的激光模式,输出功率与泵浦光之间的变化关系。通过改变谐振腔的参数(如腔镜的曲率半径、通过率、位置参数),可以观察这些因素对于输出模式、输出能量的影响。 Cvf^3~ q  
    4.提供多种诊断函数,通过调用这些函数可以计算任意光场的参数,如Strehl比,M2因子,光束的半高全宽,环围能量(可聚焦能力的一个重要的衡量参数),输出光束的像差特性(拟合出Zernike多项式的系数),波前的RMS值,光学传递函数(OTF),光学系统的Rayleigh范围以及位置等。 G)'(%rl  
    5.在非线性特性方面的模拟具有非常显著的优势,是目前唯一能够涵盖几乎所有非线性特性的物理光学模拟软件。可以模拟的非线性过程包括:各种增益过程(包括CO2增益模型、BEER定律增益模型、半导体增益模型、三能级系统模型、速率方程模型),自聚焦过程,倍频过程,和频过程,四波混频过程,Raman放大过程,大气湍流引起的热晕过程。 \C(dWs  
    6.采用有限差分方法模拟热透镜效应。 'HdOW[3o  
    7.可以模拟偏振过程以及部分相干光现象。 ek3,ss3  
    A(<"oAe|  
    GLAD基本版的功能 6*92I  
    vx&jI$t8  
    □ 整合环境设计区(IDE) v%6mH6V  
    (#"iZv,  
    □ 简单或复杂激光束追迹 IFg(Ze~  
    e//q`?ys  
    □ 相干和非相干交互作用 MH8Selnv  
    _x ;fTW0  
    □ 非线性激光增益模型 b=-LQkcZhK  
    t/HUG#W{  
    □ 透镜和反射镜:球面镜、柱面镜 BDCFToSf|  
    lh?TEQ  
    □ 任意形状的光阑 oA1d8*i^E  
    9/nS?>11  
    □ 近场-和远场-衍射传输分析 DKGZm<G>  
    ~wdKO7fs  
    □ 稳态和非稳态谐振腔模型 ;:)?@IuSy  
    :O(<3"P/  
    □ 为谐振腔设计提供的特殊功能 NgXV|) L  
    'Oe}Ja  
    □ Seidel, Zernike, 和相位光栅像差分析 !ufSO9eDx"  
    ;.g <u  
    □ 平滑随机数波前像差(smoothed random wavefront aberrations) Xw2tCRzD  
    TT0~41&l  
    □ 透镜和反射镜数组 ~Ue t)y<  
    b&$sY!iU  
    □ 变量数组,可达1024x1024 <RMrp@[  
    NpIx\\d  
    □ 方形数组和可分离的衍射理论 N))G/m3  
    [$D4U@mRp  
    □ 多重,独立的激光束追迹传输 ]1XJQW@gF  
    =!RlU)w  
    □ 自动传输技术控制 XZk?aik}`  
    Lb>UraUvL  
    □ 薄片增益模型 wv eej@zs  
    ]5=C3Y  
    □ 全局坐标系统 6_w;dnVA  
    uk(|c-_]~c  
    □ 任意的反射镜位置及方位设置 oq>8  
    0y"Ra%Y  
    □ 几何像差 ny. YkN2  
    6,*o;<k[  
    □ 大Fresnel数系统模拟 !PFc)J  
    3]X~bQAw  
    □ Zonal自适应光学模型(Zonal adaptive optics model) S1R:/9 z  
    q-;z!iq|!  
    □ 相位共轭(phase conjugation) h xCt[G@  
    \R0&*cnmo  
    □ 极化模型 !M[a/7x,p  
    abVz/R/o  
    □ 部分相干光模型 -zq_W+)ks  
    i8tH0w/(M  
    □ ABCD传输 cS'|c06  
    F^v <z)x  
    □ 光纤光学和3-D波导 7|"gMw/  
    tw`{\kWG  
    □ 二元光学(binary optics)和光栅 1P'R-I  
    Wn9b</ tf  
    □ 矢量衍射方法对高数值孔径(NA)物镜进行分析 BpGK`0H  
    SRixT+E  
    □ M-平方因子评价 {bSi3oI  
    6uU2+I  
    □ 相位修正的优化 W+'|zhn  
    Z|z+[V}[  
    □ 模拟退火优化(simulated annealing optimization) $Y mD;  
    RK*ZlD<  
    GLAD Pro增加的功能 zdwr5k  
    } h.]sF  
    □ 非线性光学: Rr#vv  
    1.Raman放大,四波混频(Four-wave mixing) DKjkO5R\  
    2.倍频 l~/g^lN  
    3.自聚焦效应(self-focusing effects) -qPYm?$  
    {!B^nCSL  
    □ 激光过程: ?W%9H\;  
    1.速率方程增益模型(rate equation gain) vq df-i  
    2.激光起振和Q-switching yH<^txNF  
    483BrFV  
    □ 优化: IXmtjRv5  
    1.任意结构的最小二乘优化(least squares optimization) )_bR"!Z  
    2.使用者自定义评价函数(merit function) `[.':"~2N  
    3.任何的系统参数都能进行优化 M``I5r*cg  
    A&$oiLc  
    □ 几何光学: -m&8SN  
    1.精密表面配合光线追迹 i#@3\&{J>  
    2.透镜组的定义和分析 ;t.LLd  
    6S;-fj  
    □ 大气效应: D3^Yc:[_@  
    1.Kolmogorov扰动 hJ+;N  
    2.热致离焦(thermal blooming) SWX;sM  
    !,#42TY*X  
    典型案例图示 '$]u?m  
    ![wV}. }  
    任意形状的光阑 6wzTX8  
    +%$'( t s  
    d$uh .?F5  
    DQ{Yr>J  
    S形光纤波导 A=7  [^I2  
    7 I/  
    -?A,N,nnX  
    g4BEo'  
    空间光耦合进入光纤 edt(Zzk@3-  
    !<wM?Q:  
    \BT8-}  
    R "S,&  
    二元光学元件 $J>J@4  
    Nw`}iR0i  
    ;:JTb2xbb  
    ,[To)x5o  
    剪切干涉仪 FK MuRy|  
    ]j.??'+rg  
    Fm@G@W7,m  
    p}qNw`  
    大气热晕 F2 /-Wk@  
    b(lC7Xm  
    >&0)d7Nu8m  
    L:HJ:  
    谐振腔分析 @za X\  
    $7{|  
    7l"N%e  
    TI{W(2O*  
    模式竞争 rrGsam\.  
    V9:h4]  
    \;w+_<zE5{  
    hadGF%> O6  
    调Q激光器输出特性 <<@vy{*Hg  
    T&_!AjH  
    &J~vXk: !  
    S ^?&a5{o  
    0*66m:C2  
    WH F>J  
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    QQ:2987619807 gf `uC0  
     
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