[产品]激光与物理光学-《GLAD典型案例手册》 [复制链接]

前言 sAU!u  
6(.]TEu0  
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。 aY
@st]p  
i\u m;\  
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。 N|L Ey  
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。 OQm-BL  
(
GJW3  
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。  MfNguh  
J$Nc9?|ZZ  
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。 ")ZsY9-P  
不当之处，敬请指正！ #}{1>g{sXt  
H-aSLc  
8HymkL&F  
目录 A#B6]j)  
前言 2 $s-HG[lX[  
1、传输中的相位因子与古伊相移 3 $Sfx0?'  
2、带有反射壁的空心波导 7 .V:H~  
3、二元光学元件建模 14 qdeS*rp\  
4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21 }28,fb /  
5、大气像差与自适应光学 26 .TTXg,8#D  
6、热晕效应 29 Ohmi(s   
7、部分相干光模拟 34 g` QbJ61a  
8、谐振腔的优化设计 43 =W~K_jE5lo  
9、共焦非稳腔模拟仿真 47 w$5#jJX\  
10、非稳环形腔模拟 53 [J.-gN$X@  
11、含有锥形反射镜的谐振腔 58 qhiO( !jK  
12、体全息模拟 63 tv1Z%Mx?Cp  
13、利用全息图实现加密和解密 68 cp7Rpqg  
14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75 <_"^eF+fZ  
15、拉曼放大器 80 3bp'UEF^k  
16、瞬态拉曼效应 90 g5*Zg_G/  
17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97 gqf*;Z eU  
18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104 J~[A8o  
19、光学参量振荡器 109 `II/nv0jn  
20、激光二极管泵浦的固体激光器 114 S4?N_"
m9  
21、ZIG-ZAG放大器 122 H,!3s<1  
22、多程放大器 133 ~~_!&  
23、调Q激光器 153 ;w_f^R #  
24、光纤耦合系统仿真 161 ITu6m<V  
25、相干增益模型 169 K;wd2/
jmJ  
26、谐振腔往返传输内的采样 181 _DK%-,Spu  
27、光纤激光器 191 okO^/"  
$m;rOKVU  
GLAD案例索引手册 8[|RsM  
:>K=kZ=k  
目录 *MEDV1l_T  
0V&6"pF_Y'  
目   录 i 7]~65@%R-&  
{u}Lhv  
mqg[2VT
RP  
GLAD软件简介 1 2vit{  
Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2 k2xOu9ncEj  
Ex1a: 基本输入 2 d|9B3I*I  
Ex1b: RTF命令文件 3 kR0d]"dr  
Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4 9Xg+$/  
Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5 xCOC5f5*@  
Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5 %y/8i%@6  
Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6 wY`yP!xO  
Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6 #UcqKq  
Ex3: 单位选择 7 Cku&s  
Ex4: 变量、表达式和数值面 7 X=<-rFW  
Ex5: 简单透镜与平面镜 7 $~V,.RD  
Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8 gt9{u"o  
Ex7:  mirror/global命令 8 i$Q$y hT{  
Ex8: 圆锥曲面反射镜 11 P-?ya!@"  
Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11 52$7vYMto  
Ex8b: 离轴单抛物面 12 Dwq}O  
Ex8c: 椭圆反射镜 12 qd9CKd  
Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12 fJ3*'(  
Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12  ;Q;u^T`  
Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17 /\S1p3EW*  
Ex10: 宏、变量和udata命令 17 'Lw4jq
 
Ex11: 共焦非稳腔 17 7B`,q-x.  
Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18 6}YWM]c%  
Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18
eUyQSI4A  
Ex11c: 发散输出的非稳腔 19 F]hKi`@  
Ex11d: 注入相反模式的空腔 19 g9fS|T  
Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20
r?s,  
Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20 Ri@`sc{n  
Ex13: 相位像差 20 *;~*S4/P   
Ex13a: 各种像差的显示 21 H*DWDJxmV  
Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23 s^X(G!V{c  
Ex14: 光束拟合 23 W?a2P6mAh  
Ex15: 拦光 24 HeagT(rN'  
Ex16: 光阑与拦光 24 f#RI&I\  
Ex17: 拉曼增益器 25 Xj/U~  
Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26 b5
hJaXJN  
Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26 DlkHE8r\  
Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28 O'~c;vBI  
Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29 #OKzJ"g
 
Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29 OIK14D:  
Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30 +UxhSFU  
Ex24: 大气像差与自适应光学 31 /qW5M4.w  
Ex24a: 大气像差 32 tdTD!'  
Ex24b: 准直光路中的大气像差 32 8KioL{h  
Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32 %rpJZ t  
Ex25: 地对空激光通讯系统 32 fX,L;Se"  
Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34 @_tQ:U,v  
Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34 #Y3:~dmJ-  
Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35 J`T1 88  
Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35 c5K@<=?,E  
Ex27c: 转换镜后面的大气像差与微扰以及自适应光学的影响 35 } PD]e*z{Z  
Ex28: 相位阵列 35 WKf->W  
Ex28a: 相位阵列 35 S4j`=<T,  
Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35 b_&;i4[  
Ex29: 带有风切变的大气像差 35 /P~@__XN  
Ex30: 近场和远场的散斑现象 36 =#N;ZG  
Ex31: 热晕效应 36 <_HK@E<_HO  
Ex31a: 无热晕效应传输 37 stDrF1{  
Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37 W?;
kMGW-  
Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37 -e"~UDq`  
Ex32: 相位共轭镜 37 x.rOP_rs  
Ex33: 稳定腔 38 8Z TN  
Ex33a: 半共焦腔 38 (3YI>/#  
Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，理想透镜 39 &UhI1mi]h  
Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39 m_Owe/BC#m  
Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39 ), >jBYMJ  
Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40 Ih*}1D)7  
Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40 gU7@}P  
Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41 `C~RA,M  
Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41 -2}-;|  
Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41 huTa Ei  
Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42 MP|J 0=H5  
Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42 Q:I2\E  
Ex33k: 拓展腔与伪反射 42 2IgTB|2  
Ex33l: 谐振腔耦合 43 OI3UC=G  
Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45 box(FjrZE  
Ex34: 单向稳定腔 45 ?*i qg[:  
Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47 vEJ2d&  
Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51 <}~`YU>=v  
Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53 FgILQ"+  
Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54 )D ^.{70N  
Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56 *B7+rd  
Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56 *Mf;  
Ex36: 有限差分传播函数 57 -aCtk$3  
Ex36a: FDP与软孔径 58 2Y~6~*8*~  
Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58 h_K(8{1  
Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58 6fvzTd},  
Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58 J:  
Ex37b: 偏振，表面极化效应 60 (VYY-%N`  
Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61 vkdU6CZO  
Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61 !r:X`~\a  
Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61 x!klnpGp  
Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61 si.A"\bm  
Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62 s;'XX}Y  
Ex38: 剪切干涉仪 #%CbZw@hJ9  
62 ^dB~#A1  
Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62 I^iJ^Z]vx  
Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64 yc.Vm[!  
Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64 t+'|&b][Qi  
Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65 @5n!t1(  
Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66 {R[FwB^7wJ  
Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66 K!/"&RjW.  
Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66 AV
0m
31b  
Ex46: 光束整形滤波器 68 h^F^|W
T$  
Ex47: 增益片的建模 68 Ekx3GM_]  
Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70 Lpw9hj|  
Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70 E#t;G:+A  
Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70 YfBb=rN2s  
Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70 (Dr g  
Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70 ]>R|4K_  
Ex48: 倍频 70 V[-4cu,Ph^  
Ex49: 单模的倍频 71 Mq-QWx"P  
Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71 3F'{JP  
Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71 <vx/pH)f  
Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72 L8K=Q  
Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72 7n*,L5%?]4  
Ex52: 锥像差 72 s`* 'JM<  
Ex53: 厄米高斯函数 74 ?Xm!;sS0  
Ex53a: 厄米高斯多项式 75 iOpMU  
Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75 'P{0K?{H-4  
Ex54: 拉盖尔函数 75 }Z T{  
Ex55: 远场中的散斑效应 75 `IQ01FuP  
Ex56: F-P腔与相干光注入 75 I`"8}d@Jm  
Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76 /0Q=}:d  
Ex56b: 在古伊相位附近对注入信号光进行扫面，峰值出现在140° 76 9] /xAsD  
Ex56c: 通过正交化确定损耗第二小的模式的古伊相位及其建立过程 76 Bq~!_6fB  
Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76 l2uh"!
 
Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76 P( >*gp  
Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76 cjzhuH/y  
Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76 !'>(r K$  
Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77 *<k8H5z8]  
Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79 UW7*,Bq  
Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79 &V5[Zj|]  
Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79 ?!>B}e&,  
Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79 y+f@8]  
Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79 <ijf':X=*  
Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80 m+p}Qi8i)  
Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80 s(56aE  
Ex59c:  2f透镜，焦平面扫描 80 7Iu^l4=2  
Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80 OjxaA[$  
Ex60a: 对散焦的简单优化 80 Qs2E>C  
Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81 s(*LV2fa  
Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81 nU]n]gd  
Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81 O+I\Q?  
Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81 :.kc1_veYS  
Ex61: 对加速模型评估的优化 82 a1Q|su{H  
Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82 m1@ste;$W  
Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85 8wGq:@#=  
Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85 }gL:"C"~  
Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85 z@\C/wX  
Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85 ,KvF:xqA  
Ex65: 非相干成像与光学传递函数（OTF） 85 % 1Y!|306  
Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86 {awv=s  
Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87 0r?975@A  
Ex67a: 六边形透镜阵列 88 "]M:+mH{]  
Ex67b: 矩形透镜阵列 88 l`9<mL  
Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88 *,$cW,LN  
Ex67d: 矩形柱透镜 88 1iWo*+5  
Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88 )N[9r{3  
Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88 6?y<F4  
Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88 [{.e1s<EK  
Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88 +We_[Re`<  
Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88 61|uvTX  
Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89 &u5OL?>  
Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89 AR9D;YfR~  
Ex69: 速率方程与瞬态响应 89 tfzIem  
Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89 ,lK=m~  
Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92 b&:>v9U  
Ex69c: 速率方程与单步骤 92 -dXlGOD+C  
Ex69d: 半导体增益 92 [fF0Qa-  
Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93 #clOpyT*  
Ex69f: 速率方程的数值举例 93 N@D]Q&;+(T  
Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93 Rh!B4oB4  
Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93 FEqs4<}E  
Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93 R=uzm=&nR  
Ex69j: 稳态速率方程的解 93 C!KxY/*Px  
Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93 +X[+SF)!  
Ex70: Udata命令的显示 93 |l\&4/SJ  
Ex71: 纹影系统 94 nY(>|!  
Ex72: 测试ABCD等价系统 94 N{L'Q0!  
Ex73: 动态存储测试 95 %LBa;M  
Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95 H#pl&/+  
Ex75: 锥面镜 95 k I{)"  
Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95 )!+M\fT  
Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97 6H+'ezM  
Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97 9Q{-4yF9k  
Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98 npsDy&  
Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔 on?<3eED  
。。。。后续还有目录 W\mj?R  
对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系 A-5xgp,  
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