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软件简介 7(gQ6?KsZ m;Sw`nw? 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。 VZ_4B *D 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。 I:mJWe 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。 ';b/D W dIr3 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。 '<1T>|`/t 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。 Q@]#fW\Y C7q bofoV 功能特性 m$[\(Z(/ GLAD在激光器模拟方面有着无与伦比的优势: )5yZSdA 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。 j g$%WAEb 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。 qx`*]lX 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。 WOgbz&S?J 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。 7CwG(c/5 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。 o*r\&!NIw 6.采用有限差分方法模拟热透镜效应。 &x;v& 7.可以模拟偏振过程以及部分相干光现象。 fkk\Q>J9!= T4\,b GLAD基本版的功能: fE_QB=9 cz ^pZ(^ □ 整合环境设计区(IDE) Dc BTW+ Ij{{Z;o3 □ 简单或复杂激光束追迹 -?'u"*#1, Fwho.R-. □ 相干和非相干交互作用 =@{H7z(p& &t%ICz&3 □ 非线性激光增益模型 46}/C5 a.c2ScXG □ 透镜和反射镜:球面镜、柱面镜 $IB@|n 9e8@0?0 □ 任意形状的光阑 <qHwY. dsJ}C|N □ 近场-和远场-衍射传输分析 0W]Wu[k ;:"~utL7 □ 稳态和非稳态谐振腔模型
`db++Z'C Ep?a1&b □ 为谐振腔设计提供的特殊功能 rmWG9&coW }5DyNfZ]+0 □ Seidel, Zernike, 和相位光栅像差分析 m,)Re8W- %&e5i □ 平滑随机数波前像差(smoothed random wavefront aberrations) ?^,GaZ^V 3tOnALv □ 透镜和反射镜数组 5l{_E:.1 mN~;MR; □ 变量数组,可达1024x1024 }Y<(1w bjD0y
cB[ □ 方形数组和可分离的衍射理论 V&\ZqgDF S}fIZ1 □ 多重,独立的激光束追迹传输 .F%RW8=Q i,b>&V/Y$ □ 自动传输技术控制 |urohua sQTW?KA-Te □ 薄片增益模型 ]9b*!n<z P]!eM( □ 全局坐标系统 L;grH5K5 xr.fZMOh4 □ 任意的反射镜位置及方位设置 \kC/)d ?vM{9!M □ 几何像差 Xj|j\2$ 0 3%k@,Vvt □ 大Fresnel数系统模拟 z[CCgs&vqe o5AyJuS-u$ □ Zonal自适应光学模型(Zonal adaptive optics model) S@T>u,t' 8 I,(\<Xv □ 相位共轭(phase conjugation) [R& P.E7w' ]$KH78MTW □ 极化模型 *i)GoQoB 8 rnr>Ee@ □ 部分相干光模型 D|_}~T>;& +O9l@X$l= □ ABCD传输 ]3 Mm"7` D~8f6Ko"m □ 光纤光学和3-D波导 aD0w82s]J 6n;ew l} □ 二元光学(binary optics)和光栅 4}#*M2wb wBCnP □ 矢量衍射方法对高数值孔径(NA)物镜进行分析 4!iS"QH?;^ *)u_m h □ M-平方因子评价 e`8z1r 0D0 #*J □ 相位修正的优化 YQe @C vJXd{iQE@C □ 模拟退火优化(simulated annealing optimization) E/AM<eN Fv e,&~ GLAD Pro增加的功能: h7(twct EYG&~a>L* □ 非线性光学: Re,0RM\ 1.Raman放大,四波混频(Four-wave mixing) 69q8t*%O 2.倍频 0Wv9K~F 3.自聚焦效应(self-focusing effects) "P0o)g+{ '_(oa<g □ 激光过程: @{t^8I#] 1.速率方程增益模型(rate equation gain) bFJmXx& 2.激光起振和Q-switching "D@m/l /j3oHi$ □ 优化: )Q7;)iPY# 1.任意结构的最小二乘优化(least squares optimization) "@`M>)*o 2.使用者自定义评价函数(merit function) MV=.(Zs 3.任何的系统参数都能进行优化 r@s, cCK9? d7KeJ$xy}p □ 几何光学: | b@?]M 1.精密表面配合光线追迹 _k6N(c2Nd 2.透镜组的定义和分析 h3O5DP6~ 8|yhe%-O □ 大气效应: 4.??U!r>KI 1.Kolmogorov扰动 'HOcK8}b 2.热致离焦(thermal blooming) #gsAwna3 .fQDj{ 典型案例图示 _>3GNvS Y]P
$|JW): 任意形状的光阑 QRt(?96
6p1TI1( /vU9eh"% S"N@.n[ S形光纤波导 D(Xv shQ hoU&'P8 t'[vN~I' !pDS*{)E 空间光耦合进入光纤 A.z~wu%( ,[cWG)- %/S BJ 3c-ve$8u~ 二元光学元件 6EPC$*Xp! 1
C[#]krh * z{D}L-& ?$r+#'asd( 剪切干涉仪 -B`;Sx egP3q5~ iB]kn(2C Qt@~y'O 大气热晕 ;q$<]X_S)} J'B; sav2 .w poXkH@[O 谐振腔分析 :mg#&MZj< zIdQ^vm8Q !;R{- nS4~1a 模式竞争 dC.uK^FuJ />f`X+d +<3tv&" .Hgiru& 调Q激光器输出特性 ,,{Uz)>'W6 ZS}2(t 7Y!^88,f. F.@yNr" Q
|l93Rb` 5Impv3qaZ s';jk(i3 QQ:2987619807 _ROe!w 1
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