软件简介 e%O]U:Z
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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。 ?TXe.h|u
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。 gqi|k6V/
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。 lN-[2vT<
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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。 eT|"6WJ:{
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。 zU7/P|Dw+
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功能特性 k^ZcgHHgb
GLAD在激光器模拟方面有着无与伦比的优势: ~e)`D nJ
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。 pxs#OP
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。 '*PJ-=G
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。 u\JYxNj1
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。 9z:P#=Q:
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。 -0{"QhdE%
6.采用有限差分方法模拟热透镜效应。 N>'T"^S/
7.可以模拟偏振过程以及部分相干光现象。 *k]izWsV*
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GLAD基本版的功能: cS'|c06
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□ 整合环境设计区(IDE) "[*W=6m0
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□ 简单或复杂激光束追迹 Xiyh3/%yy
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□ 相干和非相干交互作用 3+%c*}KC~
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□ 非线性激光增益模型 <R6$ kom`
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□ 透镜和反射镜:球面镜、柱面镜 5F8sigr/h
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□ 任意形状的光阑 c&+p{hH+
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□ 近场-和远场-衍射传输分析 y8$TU;
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□ 稳态和非稳态谐振腔模型 2VNMz[W'
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□ 为谐振腔设计提供的特殊功能 -N')LY
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□ Seidel, Zernike, 和相位光栅像差分析 Kw%n;GFl'
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□ 平滑随机数波前像差(smoothed random wavefront aberrations) 2qb,bp1$
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□ 透镜和反射镜数组 ![wV}.}
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□ 变量数组,可达1024x1024 B r GaCja
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□ 方形数组和可分离的衍射理论 !H`! KBW
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□ 多重,独立的激光束追迹传输 V@0Z\&
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□ 自动传输技术控制 NR8YVO)5$
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□ 薄片增益模型 T@[(FVA N
IK%fX/tDyc
□ 全局坐标系统 sv<U$M~)X
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□ 任意的反射镜位置及方位设置 X\?e=rUfn
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□ 几何像差 <$WRc\}&g