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《GLAD典型应用案例手册》 ^X_%e | "qDEI} 前 言 =_wgKXBFa GLAD是由美国Applied Optics Research(AOR)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的美国亚利桑那州立大学任教,在物理光学特别是激光领域拥有三十多年的研究经验。目前GLAD软件已经被国内外众多研究机构和公司作为仿真评估工具广泛使用。 9YvMJ 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。 ec3('}X 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。 \J13rL{< 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。 |FcG$[ 为了使广大有志于采用GLAD进行光学系统设计及仿真的师生及研究人员更加全面地了解GLAD的功能,熟悉GLAD的使用,本书从GLAD的案例手册中精选了二十七个案例进行解读,希望对于各位运用GLAD解决实际问题有所裨益。不当之处,敬请指正! =-q)I[4# 目 录 Onc!5L 前言 1 `n %~#TJ 1、传输中的相位因子与古伊相移 3 vAVoFL 2、带有反射壁的空心波导 7 E@@quK 3、二元光学元件建模 14 PNKmI 4、离轴抛物面聚焦过程模拟 20 'kC $R;#\7 5、大气像差与自适应光学 24 cKxJeM07 6、热晕效应 27 -~aVt~{k/ 7、部分相干光模拟 32 M9N|Ql 8、谐振腔的优化设计 41 /qp`xJ 9、共焦非稳腔模拟仿真 45 grS,PKH 10、非稳环形腔模拟 51 :J<S-d= 11、含有锥形反射镜的谐振腔 56 bk7miRIB 12、体全息模拟 61 T[7DJNdG6 13、利用全息图实现加密和解密 66 Fj5^_2MU: 14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 73 xp39TiXJ* 15、拉曼放大器 78 NKMB,b 16、瞬态拉曼效应 88 J
L Z 17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 95 #
I<G:) 18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 102 yrIT4y 19、光学参量振荡器 107 =]^*-f}J9 20、激光二极管泵浦的固体激光器 112 ; w+A38N$J 21、ZIG-ZAG放大器 120 @-7K~in?^ 22、多程放大器 131 'shOSB 23、调Q激光器 151 b&e?
6h^G 24、光纤耦合系统仿真 159 wY=ky629 25、相干增益模型 167 )Q\;N C=4 26、谐振腔往返传输内的采样 178 ,~3 sba 27、光纤激光器 188 +&t{IP(? r&H>JCRZ<= Gm|QOuw 新书《精通LASCAD 3.6》推出 HL)1{[|` dk.da&P 9XoKOR( p*N+B
o 目 录 [OT@gp: > W0hrt?b 第一章 LASCAD简介 1 f{+8]VA 1.1 创始人简介 1 a $KM
q> 1.2 主要功能 1 dXOjaS# ~ 1.3 主要客户 1 )8vcg{b{d 第二章 LASCAD的安装、启动以及系统要求 4 .N5"IY6> 2.1 LASCAD的安装 4 xWlB!r<}Gz 2.2 LASCAD的启动 4 )HU?7n.{ 2.3 LASCAD对于系统的配置要求 5 PC3wzJ\\S 第三章 计算方法 6 JD'/m
hN0 3.1 复高斯模式算法 6 Vk-_v5 3.2 有限元分析法(FEA) 6 !.F\v. 3.3 基于光束传输程序的物理光学代码(BPM) 6 q=EQDHmh 第四章 LASCAD的各窗口 8 k"n#4o: 4.1 参数区窗口(Parameter Field) 8 Ig6s'^ 4.1.1 X平面参数(x-Plane Parameter) 8 * T~sR'K+| 4.1.2 Y平面参数(y-Plane Parameter) 9 UM#]olh 4.1.3 光栏(Apertures) 9 WUxr@0 4.1.4 常规参数(General) 10 {b+IDq`)= 4.1.5 光斑尺寸 10 A#p@`|H#B 4.1.6 参数区(Parameter Field)窗口版面 11 ,= PDL 4.2 高斯模式图窗口 11 JlH|=nIaj6 4.2.1 移动、插入和清理元件 13 "=RB
# 4.3 主窗口(LASCAD) 14 A,iXiDb3pK 4.3.1 下拉菜单 14 me9RnPe: 4.3.1.1 文件(File) 14 5G2u(hx 4.3.1.2 打印(Print) 14 wbpxJtJB 4.3.1.3 打印到文件(Print to File) 15 O/5W-u 4.3.1.4 复制到剪切板(Copy to Clipboard) 15 JD>!3>S)? 4.3.1.5 视图(View) 15 q!7\`>.2:{ 4.3.1.6有限元分析(FEA) 16 /
)EB~|4'] 4.3.1.7 CW激光功率(CW Laser Power) 16 Uligr_c? 4.4 新项目窗口(New Project) 17 . XY'l 4.4.1 驻波谐振腔选项:(Standing Wave Resonator) 17 )dvOg'it 4.4.2 环形谐振腔选项:(Ring Resonator) 17 ]-q:Z4rb 4.4.3 光外部束选项:(Option: External Beam) 18 Nd0Wt4= 第五章 FEA分析简介 19 v(0vP}[Q7E 5.1 FEA分析基本原理 19 a RV!0?fS 5.2 晶体、泵浦光束和材料参数窗口(Crystal, Pump Beam, and Material Parameters) 19 U%#=d@? 5.2.1 模型(Models) 19 AfY(+w6!K 5.2.2 泵浦光(Pump Light) 20 R52!pB0[ 5.2.3 边界条件(Boundaries) 28 c.XLEjV| 5.2.4 材料参数(Material parameters) 28 < ^&'r5H 5.2.5 掺杂浓度和材料参数(Doping & Materials) 30 jG/kT5S 5.2.6 有限元分析选项 (FEA Options) 30 Rp|:$5&nE 5.3 泵浦光分布窗口(Pump Profile) 32 vuK 5DG4 5.4 二维数据模型和抛物线拟合窗口(2D Date Profile and Parabolic Fit) 32 'z\F-Ttq 5.5 三维视图窗口(3D Visualizer) 35 O8lOr(|l 第六章 基于ABCD矩阵的稳定性分析 37 D~{)\;w^! 6.1 稳定性图表和稳定性判据窗口(Stability Diagram and Stability Criterions) 37 Lf,gS*Tg? 6.2 在拖动条处的光束参量窗口(Beam Parameters at Drag Bar Position) 38 l%)XPb2$J 6.3 外部光束的入射条件窗口(Starting Conditions of External Beam) 39
U]P;X~$! 6.4 高斯模式分布窗口(Gaussian Mode Profile) 40 4gZN~_AI< 6.5 波前弯曲窗口(Window:Curvature of Phase Front) 41 q8p 'bibY 第七章 激光器输出功率分析 42 7z$+ *]9- 7.1 激光输出功率窗口(Laser Power Output) 42 ?oF@q :W 7.2 准三能级激光器的参数窗口(Parameters for Quasi-3-Level Lasers) 46 ]f\rB8k|& 第八章 动态多模分析(Dynamic Multimode Analysis (DMA)) 48
Wi|.Z/ 8.1 简介 48 U_J|{*4S.! 8.2 多模速率方程 48 d,>l;l 8.3 光栏和变反射率的反射镜 50 c[YC}@l%a 8.4 激光输出功率 51 m:H )b{ 8.5 光束质量(Beam Quality) 52 9*x9sfCv9 8.6 Q开关分析(Q-Switch Analysis) 53 M\GS&K$lq 8.6.1 脉冲形状 54 IQ|~d08} 8.7 动态多模分析代码的图像用户界面(The GUI of the DMA Code) 55 #a0 (Wh7 8.7.1 高斯模式选项(Tab "Gaussian Modes") 55 .FC1:y<aO 8.7.2 速率方程选项(Tab "Rate Equations") 56 @B[V'| 8.7.3 连续操作(Tab “CW Operation”) 57 L2:C6Sc 8.7.4 Q开关选项(Tab "Q-switch") 57 ik]UzB 8.7.5 光栏选项(Tab "Apertures") 58 2vur_`cV 8.7.6 目录和文件管理 60 )PwDP 第九章 光束传输程序(Beam Propagation Method (BPM)) 62 f&,.h"bS 9.1 光束传输程序窗口(Beam Propagation Method) 62 =EG[_i{r 9.2 腔迭代时的光束半径和激光功率(Beam Radius and Laser Power versus Cavity Iteration) 64 jjwY{jV 9.3 腔迭代时的光束质量窗口(Beam Quality versus Cavity Iteration) 65 qzH97<M}T 9.4 右端反射镜上的强度和相位窗口(Intensity and Phase at Right End Mirror) 65 R{WG>c 9.5本征频率光谱窗口(Spectrum of Eigenfrequencies) 66 %>s y`c 9.6 本征模窗口(Eigenmodes) 66 r9QNE>UG 9.7 光束传输程序(BPM)代码窗口 66 D4S>Pkv 第十章 综合案例 68 .$r(":A#) 10.1含端面泵浦棒的激光谐振腔模拟 68 xOt|j4 10.2 含侧面泵浦棒的激光谐振腔模拟 92 m/{rmtA4 10.3 Yb:YAG薄片激光器模拟 119 Axcm~!uf 10.4 Yb:YAG薄片激光器动态多模分析和调Q运转模拟 133 :xA'X+d/' 附录A 吸收系数的计算 146 >Qi2;t~G 附录B 演示(demo)版的限制 149 #\"5:.H Oz 附录C 不同版本数LASCAD的新功能 150 08twcY;&k LsmC/+7r$1 以上两本激光类工具书,有兴趣扫码加微联系 sQ_{zOUPh
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