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 MH8 Selnv
_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 ~Uet)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 {bSi3 oI
6uU2+I
□ 相位修正的优化 W+'|zhn
Z|z+[V}[
□ 模拟退火优化(simulated annealing optimization) $YmD;
RK*ZlD<
GLAD Pro增加的功能: zdwr5k
} h.]sF
□ 非线性光学: Rr#vv
1.Raman放大,四波混频(Four-wave mixing) DKjkO5R\
2.倍频 l~/g^lN
3.自聚焦效应(self-focusing effects) -qPYm?$
{!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&