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    [产品]激光与物理光学-《GLAD典型案例手册》 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 01-22
    前言 uYk4qorA  
    K.CwtUt`54  
    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。 b.Wf*I?  
    LeY!A#j  
    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。 9H ~{2Un  
    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。 C/nzlp~  
    bvM\Qzc!<3  
    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。 3PS( 1  
    ~c8Z9[QW  
    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。 Rx e sK  
    不当之处,敬请指正! []e*Io&[  
    ep]tio_  
    xv! QO  
    目录 xHN"7j}h  
    前言 2 z;x1p)(xt  
    1、传输中的相位因子与古伊相移 3 "],amJ  
    2、带有反射壁的空心波导 7 +bnz%/v  
    3、二元光学元件建模 14 wr\d5j  
    4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21 TRQX#))B  
    5、大气像差与自适应光学 26 nr/^HjMV  
    6、热晕效应 29 X2#;1 ku  
    7、部分相干光模拟 34 neC]\B[Xm  
    8、谐振腔的优化设计 43 3e)3t`  
    9、共焦非稳腔模拟仿真 47 23a&m04Rk  
    10、非稳环形腔模拟 53 7X|M\WUq  
    11、含有锥形反射镜的谐振腔 58 -QaS/WO_  
    12、体全息模拟 63 ]sz3:p=5  
    13、利用全息图实现加密和解密 68 n1Ag o3NM  
    14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75 #^IEQZgH  
    15、拉曼放大器 80 /?b<}am  
    16、瞬态拉曼效应 90 ^:0NKq\  
    17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97 BS}uv3  
    18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104 x)@G+I \u  
    19、光学参量振荡器 109 |qra.\  
    20、激光二极管泵浦的固体激光器 114 oL'  :07_  
    21、ZIG-ZAG放大器 122 5p&&EA/  
    22、多程放大器 133 *GsrG*OM*D  
    23、调Q激光器 153 n*\AB=|X  
    24、光纤耦合系统仿真 161 =Ewa}$-  
    25、相干增益模型 169 7S<Z&1(  
    26、谐振腔往返传输内的采样 181 1a {~B#  
    27、光纤激光器 191 H9)$ #r6i  
    MI[=,0`D  
    GLAD案例索引手册 NJ-cP m  
    5utMZ>%w_#  
    目录 9.5hQZ  
    B^(0>Da\  
    目   录 i ?5m[Qc (<  
    ["N>Po  
    GLAD案例索引手册实物照片
    ;F@dN,Y  
    GLAD软件简介 1 k07JMS?  
    Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2 AR\1w'  
    Ex1a: 基本输入 2 o?P(Fuf  
    Ex1b: RTF命令文件 3 &libC>a[  
    Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4 /Ny/%[cu  
    Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5 BY: cSqAW  
    Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5 fU~>A-P  
    Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6 vO" $Xw  
    Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6 F0Xv84:O  
    Ex3: 单位选择 7 d87pQ3e:&  
    Ex4: 变量、表达式和数值面 7 qv3L@"Ub  
    Ex5: 简单透镜与平面镜 7 Yg%V  
    Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8 NXDV3MH=  
    Ex7:  mirror/global命令 8 v F L{j  
    Ex8: 圆锥曲面反射镜 11 w&;\}IS  
    Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11 =Fea vyx  
    Ex8b: 离轴单抛物面 12 5}e-~-  
    Ex8c: 椭圆反射镜 12 GpF,=:  
    Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12 WT(R =bLw  
    Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12 LJZEM;;}  
    Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17 Db yy H_  
    Ex10: 宏、变量和udata命令 17 =_cWCl^5  
    Ex11: 共焦非稳腔 17 "/hs@4{u9  
    Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18  6" 3!9JC  
    Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18 rjU $*+  
    Ex11c: 发散输出的非稳腔 19 'rf='Y  
    Ex11d: 注入相反模式的空腔 19 -'k<2"z  
    Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20 vzaxi;S<  
    Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20 _}Jz_RS2`  
    Ex13: 相位像差 20 UR-e'Z&]  
    Ex13a: 各种像差的显示 21 ?Z!itB~  
    Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23 9>le-}~  
    Ex14: 光束拟合 23 Fg4eIE-/M  
    Ex15: 拦光 24 sr#, S(p  
    Ex16: 光阑与拦光 24 A'|W0|R9  
    Ex17: 拉曼增益器 25 [ sz#*IJ  
    Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26 D'O[0?N"g  
    Ex19: 会聚光束的拉曼过程,简单动力学分步法 26 C bG"8F|4  
    Ex20: 利用wave4的拉曼放大,准直光束 28 Iu0K#.s_  
    Ex21: 利用wave4的四波混频,准直光几何传输 29 0e8)*2S  
    Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29 x#dJH9NR[  
    Ex23: 利用wave4的四波混频,会聚光束 30 hU G Iy(  
    Ex24: 大气像差与自适应光学 31 ?vf{v  
    Ex24a: 大气像差 32 r~nrP=-%  
    Ex24b: 准直光路中的大气像差 32 iCk34C7  
    Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32 _* 4 <  
    Ex25: 地对空激光通讯系统 32 ;?inf`t  
    Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34 1Sz5&jz  
    Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34 !9iVe7V  
    Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35 u[2R>=  
    Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35 @b!fs  
    Ex27c: 转换镜后面的大气像差与微扰以及自适应光学的影响 35 +}4vdi"  
    Ex28: 相位阵列 35 jy@}$g{  
    Ex28a: 相位阵列 35 XNu2G19jb  
    Ex28b: 11×11的转向激光阵列,阻尼项控制 35 x+yt| &B  
    Ex29: 带有风切变的大气像差 35 5bmtUIj  
    Ex30: 近场和远场的散斑现象 36 [4xN:i  
    Ex31: 热晕效应 36 Y<#7E;aL  
    Ex31a: 无热晕效应传输 37 h"%6tpV-  
    Ex31b: 热晕效应,无动力制冷 37 V^L;Nw5h  
    Ex31c: 热晕效应,动力制冷和像差 37 #C%<g:F8  
    Ex32: 相位共轭镜 37 L1)?5D  
    Ex33: 稳定腔 38 "P<~bw5   
    Ex33a: 半共焦腔 38 WHAEB1c#Q  
    Ex33b: 半共焦腔,1:1内腔望远镜,理想透镜 39 S2jo@bp!  
    Ex33c: 半共焦腔,1:1内腔望远镜,透镜组 39 |BYD]vK  
    Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39 %q>gwq A  
    Ex33e1: 相干注入,偏心光输入(1) 40 d2X#_(+d  
    Ex33e2: 相干注入,偏心光输入(2) 40 ,b{G(sF  
    Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41 F>*w)6 4~  
    Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41 5W<BEcV\  
    Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41 e4CG=K3s  
    Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42 UQW;!8J#R(  
    Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42 i-E&Y*\^9H  
    Ex33k: 拓展腔与伪反射 42 ?wwY8e?S  
    Ex33l: 谐振腔耦合 43 ?Cu#(  
    Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45 sMO3eNLn  
    Ex34: 单向稳定腔 45 #On1Q:d  
    Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47 -QS_bQG%  
    Ex35a: 分布式传输,孔径划分方法 51 6oUT+^z#  
    Ex35b: 分布式传输,入射光中添加相位光栅 53 bJ. ((1$  
    Ex35c: 分布式传输,折射面上添加相位光栅 54 >Ckb9A  
    Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56 )_bXKYUX*0  
    Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56 TS3 00F  
    Ex36: 有限差分传播函数 57 <j,7Z>Rk\x  
    Ex36a: FDP与软孔径 58 :l9C7o  
    Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58 \D}/tz5~B  
    Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58 lBh {8a|2W  
    Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58 cVulJ6  
    Ex37b: 偏振,表面极化效应 60 V<nzThM\  
    Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61 I/^Lr_\  
    Ex37d: 偏振,古斯-汉欣位移(1) 61 .WG@"2z|  
    Ex37e: 偏振,采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移(2) 61 wp*;F#:G  
    Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61 (x=NA )  
    Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62 T 86}^=-5  
    Ex38: 剪切干涉仪 5jjJQ'  
    62 C!Tl?>Tt  
    Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62 ?on3z  
    Ex40: 相位共轭,有限相互作用长度 64 .+[[m$J  
    Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64 )UJ]IB-Q|1  
    Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65 j@9nX4Z  
    Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66 OB$A"XGAEV  
    Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66 UJ6WrO5#kB  
    Ex45: 环形非稳腔,工作物质具有聚焦性质 66 ~kN6Hr*X  
    Ex46: 光束整形滤波器 68 ?=4J  
    Ex47: 增益片的建模 68 QL\'pW5  
    Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70 vB.LbYyF  
    Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70 t<: XY  
    Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器,单步骤 70 $ \P!P.  
    Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70 rqa;MPl  
    Ex47e: 点对点控制增益与饱和,多光束的饱和 70 msoE8YK&tg  
    Ex48: 倍频 70 45-pJf8F  
    Ex49: 单模的倍频 71 ,[ Ytl  
    Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71 6s|C:1](b  
    Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71 eN jC.w9  
    Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72 jliKMd<?  
    Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72 e@Mm4&f[p  
    Ex52: 锥像差 72 #4" \\  
    Ex53: 厄米高斯函数 74 &'|bZms g  
    Ex53a: 厄米高斯多项式 75 `,7BU??+u  
    Ex53b: 径向偏振光的建构,HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75 C(gH}N4  
    Ex54: 拉盖尔函数 75 J\ 3~  
    Ex55: 远场中的散斑效应 75 }D|"$*  
    Ex56: F-P腔与相干光注入 75 j4NS5  
    Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76 &_-~kU1K^  
    Ex56b: 在古伊相位附近对注入信号光进行扫面,峰值出现在140° 76 v=X\@27= ?  
    Ex56c: 通过正交化确定损耗第二小的模式的古伊相位及其建立过程 76 @P@t/  
    Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76 HWs?,AJNxB  
    Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)(续) 76 4QDF%#~q^  
    Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76 4z$ eT  
    Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76 lR-4"/1|y  
    Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77 ]AfeaU'>  
    Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度,无吸收情况 79 Z&}94  
    Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度,有吸收情况 79 sjzZl*GSy  
    Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度,比尔定律与自聚焦 79 8ztY_"]3p  
    Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度,吸收、自聚焦、像差 79 -EL"Sv?  
    Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79 thq(tK7  
    Ex59a: 焦平面上的球差,有拦光 80 :z^c<KFX  
    Ex59b: 焦平面上的球差,无拦光 80 ~w!<J-z)  
    Ex59c:  2f透镜,焦平面扫描 80 duwZe+  
    Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80 naAZR*(A  
    Ex60a: 对散焦的简单优化 80 ixU1v~T  
    Ex60b: 优化的数值验证,数值目标 81 jN B-FVaT  
    Ex60c: 优化的数值验证,阵列目标 81 ]p$fEW g  
    Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化,数值验证 81 @s@r5uR9B  
    Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化,内置函数 81 Pu}2%P)p  
    Ex61: 对加速模型评估的优化 82 KWd]?e)  
    Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82 ,NVQ C=  
    Ex62a: 平面波光栅,小的遮光片的影响 85 EW YpYMkm  
    Ex62b: 平面波光栅,第二个光栅的影响 85 Pw+cpM 8<  
    Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85 t4 aa5@r  
    Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85 , {]>U'-  
    Ex65: 非相干成像与光学传递函数(OTF) 85 Qy9#(596  
    Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86 X}S<MA`  
    Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87 |~uCLf>  
    Ex67a: 六边形透镜阵列 88 G `TO[p]q  
    Ex67b: 矩形透镜阵列 88 2.2 s>?\  
    Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88 GV%ibqOpQj  
    Ex67d: 矩形柱透镜 88 hL&z"_`  
    Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88 7MBz&wE^f  
    Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88 1tfm\/V}ho  
    Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88 i5:fn@&  
    Ex67h: N×N的激光二极管阵列,高斯型包络面 88 =G*<WcR  
    Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88 A2htD!3  
    Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔,工作波长为1μ 89 ZfIQ Fh>  
    Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔,工作波长为100μ 89 X4 xnr^  
    Ex69: 速率方程与瞬态响应 89 E?%rmdyhL!  
    Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89 ?HU(0Vgn'  
    Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92 M`S >Q2{  
    Ex69c: 速率方程与单步骤 92 V>z8 *28S.  
    Ex69d: 半导体增益 92 W${0#qq  
    Ex69e: 三能级系统的增益,单一上能级态 93 A.(Z0,S-i  
    Ex69f: 速率方程的数值举例 93 0~"{z >s '  
    Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93 (?oK+,v?L  
    Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93 OCF= )#}qd  
    Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93 hfVJg7-  
    Ex69j: 稳态速率方程的解 93 Pq !\6s@  
    Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93 'Kc;~a  
    Ex70: Udata命令的显示 93 -R| v&h%T  
    Ex71: 纹影系统 94 *\-6p0~A  
    Ex72: 测试ABCD等价系统 94 @#;~_?$?C  
    Ex73: 动态存储测试 95 {QJJw}!#  
    Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95 1[mX_ }K  
    Ex75: 锥面镜 95 ~ M@8O  
    Ex75a: 无焦锥面镜,左出左回 95 Z+FJ cvYx  
    Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移,左出左回 97 /2 WGo-  
    Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97 UG 9uNgzQ/  
    Ex75d: 无焦锥面镜,位置偏移较大 98 l2z@t3{  
    Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔 7oK!!Qd^w  
    。。。。后续还有目录 "){"{~  
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