前言
K_; '-B 8tJB/P w`S 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。
[f 4Nq \i u[k0z!p_ c 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。
K?`Fpg ( 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。
teIUSB[ ):-\TVz~ 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。
>NDI<9<'0} 8iQ8s;@S&> 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。
_HjS!(lMk 不当之处，敬请指正！
Xy0*1$IS] xY v@ cgY + xd@ 目录
O!xul$9 前言 2
;hz m&My 1、传输中的相位因子与古伊相移 3
h'%iY6!fA 2、带有反射壁的空心波导 7
Mwm9{1{ 3、二元光学元件建模 14
$I}7 EI 4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21
4;_a Fn 5、大气像差与自适应光学 26
4C m+xAXG 6、热晕效应 29
;tg9$P<85 7、部分相干光模拟 34
X!6ovi T|m 8、谐振腔的
优化设计 43
,%Sf,h?" ^ 9、共焦非稳腔模拟仿真 47
TuR.'kE@ 10、非稳环形腔模拟 53
w\SfzJN 11、含有锥形反射镜的谐振腔 58
.Aj4?AXWc 12、体全息模拟 63
J7a_a >Y 13、利用全息图实现加密和解密 68
^I! u H1G 14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75
m}`!FaB # 15、拉曼放大器 80
f i#p('8 16、瞬态拉曼效应 90
A43 mX !g\ 17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97
|&wwH&<[z 18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104
A XN%b2 19、光学参量振荡器 109
uPh/u! 20、激光二极管泵浦的固体
激光器 114
Lgr(j60 s 21、ZIG-ZAG放大器 122
a\_?zi]s&, 22、多程放大器 133
#ATV#/hW 23、调Q激光器 153
{&3{_Ml 24、
光纤耦合系统仿真 161
QTe>EJ12 25、相干增益模型 169
<gfk bD P2 26、谐振腔往返传输内的采样 181
$OGTHJA 27、光纤激光器 191
U?/C>g%/PI J2Y
S+%K GLAD案例索引手册
^&8Fw V] I)s~kA.e 目录
zfGS=@e]G ZlEQzL~ 目 录 i
?R#?=<VkG 
`%@| sK2 GLAD案例索引手册实物照片
X7. "hGu@ GLAD软件简介 1
Cr&,* lUo Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2
/u &{=nU Ex1a: 基本输入 2
1[4
2f# Ex1b: RTF命令文件 3
? hfyQhR Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4
i (qPD _ Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5
nA1059B
Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5
p Xap<T Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6
QY7Thnp1 Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6
QtSJ9;eP Ex3: 单位选择 7
N$I@]PL Ex4: 变量、表达式和数值面 7
JnodDH ? Ex5: 简单透镜与平面镜 7
5yl[#>qt Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8
vr2cD k{ Ex7: mirror/global命令 8
Lnk(l2~U Ex8: 圆锥曲面反射镜 11
u*"mdL2 Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11
CO5>Q o Ex8b: 离轴单抛物面 12
qi 51'@ Ex8c: 椭圆反射镜 12
dsrKHi Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12
=CqZ $ Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12
F 4X0DRC,G Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17
oj$^87KX Ex10: 宏、变量和udata命令 17
09_5niaz[ Ex11: 共焦非稳腔 17
6C@W6DR3N Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18
Q |1-j Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18
nm}wdel" Ex11c: 发散输出的非稳腔 19
4+1aW BJ2 Ex11d: 注入相反模式的空腔 19
.e J t] K Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20
j84g6; 4Dv Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20
^ .?5!9U Ex13: 相位像差 20
\""sf{S9 Ex13a: 各种像差的显示 21
]ucz8(' Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23
qZ=%r u Ex14: 光束拟合 23
Y;I>rC ( Ex15: 拦光 24
\:/~IZdzF Ex16: 光阑与拦光 24
5&Vp(A[m[ Ex17: 拉曼增益器 25
}K3!ujvR Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26
4z*An}ol] Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26
JlMD_p A Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28
-ufO,tJRLL Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29
]>_Ie?L)< Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29
] - +%]' Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30
5vSJjh S Ex24: 大气像差与自适应光学 31
\2U F J Ex24a: 大气像差 32
-1z< ,IN+ Ex24b: 准直光路中的大气像差 32
"j*{7FBqk Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32
N*$L #L$* Ex25: 地对空激光通讯系统 32
GYJ
lX Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34
Li2 -G Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34
{37v.4d; Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35
2leTEs5aK` Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35
ZNN ^ 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
hH3~O` ~ Ex28: 相位阵列 35
p*ic@ n*G Ex28a: 相位阵列 35
*wu:fb2[(
Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35
=ICakh!TO Ex29: 带有风切变的大气像差 35
Lbwc2 Q,.- Ex30: 近场和远场的散斑现象 36
}bA@ QEJ Ex31: 热晕效应 36
kuI%0) iZn Ex31a: 无热晕效应传输 37
{wq~+O Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37
B{6wf)[O Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37
L5{DWm~@ Ex32: 相位共轭镜 37
ZOIx+%/Vd# Ex33: 稳定腔 38
&CcUr#|
Ex33a: 半共焦腔 38
xa&5o`>1G Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔
望远镜，理想透镜 39
knb 9s `wR Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39
1RM@~I$0 Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39
M[1!#Q><! Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40
tQYkH$e`/{ Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40
=Ul{#R
z Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41
S?BI)shmg Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41
umJ!j &( Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41
eWw#
T^ Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42
MUjfqxTT Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42
P;7
Y9} Ex33k: 拓展腔与伪反射 42
@;1Ym\zc Ex33l: 谐振腔耦合 43
Nfo`Q0\[P Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45
x<gP5c>zm Ex34: 单向稳定腔 45
[,?5}'we Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47
Spm7kw Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51
T
P#Hq Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53
i[V\RKH*F Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54
QRFBMq}' Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56
2^f6@;=M Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56
j .:I{!R# Ex36: 有限差分传播函数 57
i[7<l&K] Ex36a: FDP与软孔径 58
2b89th Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58
@q/E)M?
Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58
V
X"! a Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58
f:u3fL Ex37b: 偏振，表面极化效应 60
\&#IK9x{ Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61
EH~t< Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61
2, R5mL$ Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61
3-6Lbe9H Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61
q> 5 K:5 Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62
H:5- S Ex38: 剪切干涉仪
~|kSQ7O^ 62
5u=$m^@{ Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62
eJ3;Sd'' Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64
Tk~Y Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64
u !@(u!Qz Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65
5SQqE@g% Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66
n 5s2\ ( Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66
<4%cKW0 Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66
"f N=Y$G Ex46: 光束整形滤波器 68
t;/s^-} Ex47: 增益片的建模 68
tcD DX'S Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70
8H@] v@Z2 Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70
$ts1XIK% Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70
SDHJX8Hq Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70
Bp9_\4 Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70
9ymx; Ex48: 倍频 70
>p?Vv0* Ex49: 单模的倍频 71
9kby-A4 Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71
({!S!k Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71
#BhDC.CcW Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72
rF\L}& Sw Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72
Z(wj5;[G Ex52: 锥像差 72
H7?Sd(U Ex53: 厄米高斯函数 74
u6MHdCJ0y Ex53a: 厄米高斯多项式 75
>j6"\1E+Dz Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75
C.N#y`g Ex54: 拉盖尔函数 75
H_vGa!_ Ex55: 远场中的散斑效应 75
]@wKm1%v Ex56: F-P腔与相干光注入 75
+"GB uNh Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76
dBb
&sA-A Ex56b: 在古伊相位附近对注入信号光进行扫面，峰值出现在140° 76
yBkcYHT Ex56c: 通过正交化确定损耗第二小的模式的古伊相位及其建立过程 76
\m%Z;xKG Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76
Cc}3@Nf{/ Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76
\PL0-.t, Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76
35 d:r: Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76
vp&N)t_ Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77
=x3T+)qCNX Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79
Nf!WqD* je Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79
FT[of(g^ Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79
\ IX|{]*D Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79
7?"-:q Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79
?X^.2+]*& Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80
JsK_q9]$e Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80
WbJ
Ex59c: 2f透镜，焦平面扫描 80
Wf{&D> Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80
4)Ab]CdD Ex60a: 对散焦的简单优化 80
oZ\zi> Y, Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81
mTBSntZx Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81
D $&6 8 Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81
g+%Pg@[ Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81
=<[M$"S7d6 Ex61: 对加速模型评估的优化 82
-58Sb"f Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82
w:h([q4X Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85
TH>7XK<90M Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85
#ja6 nt8GC Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85
u3C0!{v Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85
/WMJ#IE Ex65: 非相干
成像与光学传递函数（OTF） 85
Pj ^O8 Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86
2Kz407|' Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87
-7u_ \XFk Ex67a: 六边形透镜阵列 88
Rc(E';uc Ex67b: 矩形透镜阵列 88
R/P9 =yvg0 Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88
8SOfX^;o Ex67d: 矩形柱透镜 88
7bL48W<QD Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88
x \b+B
Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88
"Tnm n@ Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88
Vo (>K34 Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88
vl>_;} W7 Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88
Fd/Ra]@\Y Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89
l S |:4U. Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89
iD) P6" Ex69: 速率方程与瞬态响应 89
qk=OodEMK Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89
iJSyi;l| Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92
nJR(lXWO Ex69c: 速率方程与单步骤 92
ZsN3 MbY Ex69d:
半导体增益 92
?o`fX
wE Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93
ZO& F15$P Ex69f: 速率方程的数值举例 93
$D;-;5[-/r Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93
(".WJXB\ Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93
`P jS Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93
T)mh Ex69j: 稳态速率方程的解 93
pG P $2 Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93
\me- #: Gu Ex70: Udata命令的显示 93
qF4=MQm\aE Ex71: 纹影系统 94
,~>u<Wc!S Ex72: 测试ABCD等价系统 94
\OV w Ex73: 动态存储测试 95
o?><(A| Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95
}*,z~y}V#
Ex75: 锥面镜 95
N{?Qkkgx Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95
;aImz*1%t Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97
u"-."_ Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97
9d8 U@= Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98
So]O` RJv Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔
V"5LNtf 。。。。后续还有目录
T1M>N 对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系
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