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    [技术]GLAD：拉曼增益模拟仿真 [复制链接]

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    离线infotek
    科学家
     
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    光币
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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-02-15
    本例说明了通过一束更短的泵浦光对种子光进行拉曼放大的过程。泵浦光波长为1.06u，种子光的波长是1.54u。泵浦光和种子光都有畸变，种子光穿过一个空间滤波器，去除其他光束的干扰。种子光和泵浦光结合后穿过一个拉曼增益器，放大器衰减泵浦光同时将种子光放大。在这个模型中，泵浦光的任何相位都没有附加到种子光上。泵浦光和种子光的光强分布反映了光阑边缘的衍射效应以及光束中的偏差。增益后的种子光输出经过圆柱透镜聚焦成为一条线光源，可以用于 非旋转对称的光学元件和矩形阵列。值得注意的是，软件中的编码自动选择了矩阵单位的大小从而在两个方向上都能得到很好的分辨率。 iN<(O7B;  
    'bB>$E  
    图0拉曼放大示意图
    j6tP)f^tD  
     1Q&cVxA"\  
    C## 0NQ7#A  
    C @A [)hk&(R  
    C案例：拉曼放大案例 <#xrrRhm}  
    C 20rN,@2<  
    ###泵浦光光束初始化 <G\ <QV8W  
    echo/on +"YTCzv;t  
    pause 5 3D 9N: c  
    set/density 32     F~z_>1lpP&  
    nbeam 2      # 设置光束数 UvPp~N 7,  
    array/set 0 64 #设置采样矩阵大小 M MAAHo  
    units/set 0 .02    # 设置采样间隔 DH\wDQ  
    global/def 1 50. 0 300.              # 设置初始泵浦光坐标系 W *YW6  
        wavelength/set 1 1.06                #设置泵浦光波长 ,'FD}yw4v  
        gaussian/rec/con 1 5. .2 .4 5 5      # 泵浦光高斯光束参数设置 5U0ytDZ2/(  
        clap/rec/con 1 .2 .4                 # 设置泵浦光孔径形状为矩形 E x_L!9>!  
        title starting pump intensity R(:  4s  
    c                                     # 如图1绘制初始泵浦光光强分布图 D3%l4.h  
        plot/watch ex17_1.plt WYSck&9  
        plot/iso/intensity first=1 last=1 13ipaz  
    xik`W!1S  
    图1初始泵浦光光强分布 t-!Rgg$9  
    ###泵浦光添加随机相位 G$cxDGo  
    pause 4 5Xwk*@t2a  
        phase/random 1 .1 .1                 # 添加随机畸变 r~)VGdB+  
        title starting pump phase .r~'(g{qt  
    c                                      # 如图2绘制初始泵浦光相位分布 |.j^G2x  
        plot/watch ex17_2.plt  ;e&!  
        plot/iso/phase first=1 last=1 max=1.5 min=-1.5 R `;o!B}[  
    (JevHdI*V  
    图2带随机畸变的初始泵浦光相位分布
    dKU5;  
    ####种子光光束初始化 (-bRj#  
    global/def 2 0. 0. 0.                # 定义种子光束坐标系 %v]7BV^%6  
        wavelength/set 2 1.54                # 定义种子光束波长 &c20x+  
        gaussian/cir/con 2 1. .3 5           # 种子光束高斯参数设置 7k 3p'FeS  
        clap/cir/con 2 .3                    # 定义种子光束形状  \C|;F  
        title starting seed intensity /ca(a\@R  
    c                                     #如图3绘制种子光束光强分布 PT mf  
        plot/watch ex17_3.plt 2[.5oz`  
        plot/iso/intensity first=2 last=2 a ]>VZOet  
    c+1vqbqHG  
    图3初始种子光光强分布 ?^U c=  
    ####种子光添加随机畸变 u-lrTa""z  
    phase/random 2 .05 .05               # 添加光滑随机畸变 * !X4&#xP  
        title starting seed phase !0b%Jh  
    c                                       #绘制初始种子光相位分布 =]T|h  
        plot/watch ex17_4.plt O-Dc[t%  
        plot/iso/phase first=2 last=2 max=1.5 min=-1.5 !2(.$}E  
    FnY$)o;   
    图4带随机畸变的初始种子光相位分布 _=uviMuE  
    ####泵浦光传输 Y]~IY?I  
    beams/on  1                          # 仅传输泵浦光 %Hh3u$Y,  
        beams/off 2 1sD~7KPg?  
        vertex/locate/absolute 50. 0. 400.   # 反射镜模拟设置 8AryIgy>@  
        vertex/rotate/set 0. 45. 0. j?( c}!}  
        mirror/global/flat n-d:O\]  
        vertex/locate/absolute 0. 0. 400.    # 分束器设置 VW{,:Ya  
        vertex/rotate/set 0. -135. 0. {-Yee[d<?  
        mirror/global/flat                   Cgo9rC~]  
        mult 1 .5 S:#e8H_7m]  
        prop 100                             # 传输100cm至拉曼增益器 M]1;  
    ####种子光传输 C]/&vh7ta  
    beams/on  2                          # 仅传输种子光束 1XCmM Z  
        beams/off 1 O"qR}W  
        prop 100                             # 传输至空间滤波器 HQl~Dh0DJ  
        lens 2 100 rxs8De  
        prop 100 A hR0zg  
        status/parax ikr7DBLt  
        clap/cir/con 2 .03 ]s _@n!  
        prop 100 vuZf#\zh}  
        lens 2 100 )PwQ^||{  
        clap/cir/con 2 .3                    # 透过空间滤波器 4x(F&0  
        fitphase/both/list 2 ><X $#  
        title cleaned seed phase YN/u9[=`  
    c                                   # 如图5, 种子光束经过滤波器后的相位分布 0:. 6rp  
       plot/watch ex17_5.plt <iRWd  
       plot/iso/phase first=2 last=2 max=1.5 min=-1.5 n_J5zQJ  
    ~zMDY F"&  
    图5种子光经过空间滤波器后的相位分布 rfX=*mjt  
    ###泵浦光、种子光传输到拉曼增益器 Y3<b~!f  
    prop 100 \p3v#0R{  
        mult 2 .5                             l/M[am  
        beams/on  1 2              # 泵浦光、种子光同时传输到拉曼增益器 y[7C% Wj  
    c &; s<dDQK  
    c ** Joint path y=#j`MH{>  
    c .wD>Gs{sH[  
        energy ^Wm*-4  
        raman 1 2 100. .005                  # 拉曼增益器设置 ?&6Q%IUW1  
        energy w]F!2b!  
        title depleted pump beam '=p?  
    c                              #如图6, 泵浦光经过拉曼增益器后的衰减光强分布 %{U"EZ]D!  
        set/density 64 32 QhsVIta  
        plot/watch ex17_6.plt J B(<.E 2  
    plot/iso/intensity first=1 last=1 aV#h5s  
    /eb-'m  
    ###绘制种子光经过拉曼增益器后光强分布 y`6\L$c  
        pause 4 9ZhDZ~)p,  
        title amplified seed beam =6fB*bNk]  
    plot/watch ex17_7.plt c`ftd>]  
    plot/iso/intensity first=2 last=2 L@?e:*h  
    )O&z5n7t4s  
    图6泵浦光经过拉曼增益器后衰减的光强分布 &1l~&,,  
    lA]N04 d  
    图7 种子光放大之后的光强分布 &*A:[b\  
    ####柱透镜模拟及对种子光聚焦 a(f(R&-:$Y  
    lens/ycyl 2 50.                      # 柱透镜模拟 tJAnuhX  
        prop 50.                             # 种子光束线聚焦 Bh,Q8%\6  
        title at line focus n7S; Xve#  
    c                             # 如图8种子光线聚焦之后的光强分布 (Igu:=  
        plot/watch ex17_8.plt z>p]/Sa  
        set/density 64 16 *x!LKIpv  
    plot/iso/intensity first=2 last=2 ZL,8,;]  
    `H"vR: ~{  
    图8柱透镜聚焦后的种子光强分布
     
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