[产品]激光与物理光学-《GLAD典型案例手册》 [复制链接]

前言 8oVQ:' 6  
aEwwK(ny  
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。 3gNVnmZG  
v5`Q7ZZ  
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。 RT$.r5l_@  
GLAD的使用方法为调用内部各类“积木”进行建模、传输和分析。积木的类型包括：用于进行系统和光束初始化的命令；用于表征各类像差和相位屏的命令；用于表征各类传统光学元件的命令；用于表征各类非线性过程的命令；用于表征激光增益介质的命令；用于光束参数诊断的命令；用于计算结果输入、输出的命令等。只要将不同类型的积木有机“组装”起来就可以轻松实现任意光学系统的模拟。 Y1Sfhs)  
Fg<rz&MR  
GLAD的应用领域包括：（1）包含传统光学元件，如各种透镜、反射镜、棱镜的光学系统的衍射传输分析；（2）光束质量的分析和评价；（3）二元衍射光学元件的分析；（4）各种波导的分析；（5）激光系统的分析：无源腔性能分析，含各类增益介质的有源腔分析；（6）多种非线性过程的模拟。 \g<=n&S?  
Ed+"F{!eQ  
为了使广大有志于采用GLAD进行光学系统设计及仿真的师生及研究人员更加全面地了解GLAD的功能，熟悉GLAD的使用，本书从GLAD的案例手册中精选了二十七个案例进行解读，希望对于各位运用GLAD解决实际问题有所裨益。 60@]^g;$I  
不当之处，敬请指正！ zf}X%tp  
M->$'Zgh`  
WPu{ ]<pl  
目录 ZQ'bB5I  
前言 2 mH\eJ  
1、传输中的相位因子与古伊相移 3 5^7q 2".  
2、带有反射壁的空心波导 7 sm>5n_Vw  
3、二元光学元件建模 14 2!E@Gbhm5  
4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21 csNB \  
5、大气像差与自适应光学 26 ubZcpqm?Q  
6、热晕效应 29 AHl1{* [  
7、部分相干光模拟 34 w\QMA3  
8、谐振腔的优化设计 43 8O_0x)X  
9、共焦非稳腔模拟仿真 47 /Xo8 kC  
10、非稳环形腔模拟 53 ">D7wX,.>  
11、含有锥形反射镜的谐振腔 58 %}0B7_6B+@  
12、体全息模拟 63 \C eP.,<  
13、利用全息图实现加密和解密 68 1w/Ur'8we  
14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75 Z<^TO1xs9B  
15、拉曼放大器 80 ]|PDsb"e  
16、瞬态拉曼效应 90 AQ` `Dp  
17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97  ]H_|E  
18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104 <JNiW8 PG  
19、光学参量振荡器 109 4<{]_S6"0y  
20、激光二极管泵浦的固体激光器 114 gvl3NQQ%t  
21、ZIG-ZAG放大器 122 Vim*4^[#L  
22、多程放大器 133 V.U9Q{y
"  
23、调Q激光器 153 jJOs`'~Q\  
24、光纤耦合系统仿真 161 BJ,9C.|  
25、相干增益模型 169 a/v!W@Zz}  
26、谐振腔往返传输内的采样 181 DLP G  
27、光纤激光器 191 ^^C@W?.z  
JX!@j3  
GLAD案例索引手册 DbH"e
 
^w(~gQ6|mP  
目录 'gQ0=6(\  
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目   录 i ~R!M.gY[rK  
B=p6pf  
6-oy%OnN  
GLAD软件简介 1 o<Z  
Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2 G&LOjd2  
Ex1a: 基本输入 2 ~ WO  
Ex1b: RTF命令文件 3 AZgeu$:7p<  
Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4 ]dj W^C]94  
Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5 ?0%3~E`l:  
Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5 ! O~:  
Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6 Z|k>)pv@  
Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6 uz%<K(:Ov  
Ex3: 单位选择 7 ?n0Z4 8%  
Ex4: 变量、表达式和数值面 7 C ks;f
6G  
Ex5: 简单透镜与平面镜 7 =]swhF+l-  
Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8 Uzzt+Iwm  
Ex7:  mirror/global命令 8 c1
x{$  
Ex8: 圆锥曲面反射镜 11 yJRqX]MLA  
Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11 6";ew:Ih^  
Ex8b: 离轴单抛物面 12 *\!>22*  
Ex8c: 椭圆反射镜 12 `EJ.L6j$'  
Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12
U-mZO7y!  
Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12 7kDqgod^A  
Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17 KyQd6 1  
Ex10: 宏、变量和udata命令 17 A$=h'!$  
Ex11: 共焦非稳腔 17 3<%ci&B  
Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18 #PJHwvr  
Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18 pcrarj  
Ex11c: 发散输出的非稳腔 19 mN&B|KWU  
Ex11d: 注入相反模式的空腔 19 %UXmWXF4$  
Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20 F
).7%YfY  
Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20 P1u(0t  
Ex13: 相位像差 20 LjEG1$F>  
Ex13a: 各种像差的显示 21 Q dPqcw4+X  
Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23 L%Mj{fJ>Wm  
Ex14: 光束拟合 23 ;b6h/*;'  
Ex15: 拦光 24 !+(c/ gwBh  
Ex16: 光阑与拦光 24 d"0=.sA  
Ex17: 拉曼增益器 25 3[Xc:;+/  
Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26 s'4%ZE2Dr  
Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26 -2/&i  
Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28 V<&^zIJUR  
Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29 s,;7m  
Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29 fuQk}OW{  
Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30 #M5pQ&yZy  
Ex24: 大气像差与自适应光学 31 ?;xL]~Q~1  
Ex24a: 大气像差 32 \~BYY|UB;W  
Ex24b: 准直光路中的大气像差 32 7RZ HU+  
Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32 Q*54!^l+_r  
Ex25: 地对空激光通讯系统 32 `37%|e3bQ  
Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34 T jrz_o)  
Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34 "969F(S$  
Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35 N eC]MW  
Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35 8c3/n   
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 -SlAt$IJ  
Ex28: 相位阵列 35 zb,YYE1  
Ex28a: 相位阵列 35 {TVQ]G%'b  
Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35 !~_6S*~  
Ex29: 带有风切变的大气像差 35 'A{B[  
Ex30: 近场和远场的散斑现象 36 'Y22HVUX  
Ex31: 热晕效应 36 8I]rC<O6:  
Ex31a: 无热晕效应传输 37 L}UrI&]V$:  
Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37 yW]>v>l:Eg  
Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37 Q79WGW  
Ex32: 相位共轭镜 37 H.]p\UY9  
Ex33: 稳定腔 38 S|  
Ex33a: 半共焦腔 38 @QfbIP9  
Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，理想透镜 39 9yYNX;C  
Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39 FG5YZrONx  
Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39 KSve_CBOh  
Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40 1deK}5'  
Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40 J;S Z"I'  
Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41 XES$V15  
Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41 /:ju/~R}  
Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41 R+5yyk\  
Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42 eHc.#OA&  
Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42 sp7#e%R\  
Ex33k: 拓展腔与伪反射 42 Q6$^lRNOpk  
Ex33l: 谐振腔耦合 43 #Fckev4  
Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45 Ch'e'EmI  
Ex34: 单向稳定腔 45 :4x&B^,53  
Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47 lGXr-K?+Y  
Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51 V(=3K
"j  
Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53 30{+gYA  
Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54 TeHxqWx  
Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56 nkkUby9  
Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56 ?8ady% .ls  
Ex36: 有限差分传播函数 57 )&[Zw{6P  
Ex36a: FDP与软孔径 58 "Z#MR`;&29  
Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58 $]~|W3\G  
Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58 LM*m>n*  
Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58 c8oE,-~  
Ex37b: 偏振，表面极化效应 60 A"wso[{  
Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61 A",Xn/d  
Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61 !|-:"hE1h  
Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61 yHs'E4V`$  
Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61 1>
)uI@?Rb  
Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62 &
GaI  
Ex38: 剪切干涉仪 vpP8'f.  
62 ',s{N9  
Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62 D6:"k 2  
Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64 ^)1!TewCY  
Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64 oR}'I  
Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65 ]8|peo{  
Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66 F>ps&h  
Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66 :9W)CwZ)V  
Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66 &t@|/~%[  
Ex46: 光束整形滤波器 68 6BObV/S Jg  
Ex47: 增益片的建模 68 zvKypx  
Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70 P`y 0FKS  
Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70 }qN   
Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70 $*;ke5Dm4  
Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70 p;rT#R&6>  
Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70 eXCH*vZY  
Ex48: 倍频 70 p}lFV,V  
Ex49: 单模的倍频 71 18JAca8Zs  
Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71 x<>In"QV
 
Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71 (@cZmU,  
Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72 84y#L[  
Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72 K~ VUD(  
Ex52: 锥像差 72 =~ ="#  
Ex53: 厄米高斯函数 74 to3D#9Ep  
Ex53a: 厄米高斯多项式 75 iYz!:TxP  
Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75 YvPs  
Ex54: 拉盖尔函数 75 O^4Ko}  
Ex55: 远场中的散斑效应 75 F2CoXe7  
Ex56: F-P腔与相干光注入 75 AjMx\'(C  
Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76 Y-G;;~  
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-D 4  
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 sRSy++FRF  
Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76 qW t 9Tr  
Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76 uDG#L6  
Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76 YojYb]y+j  
Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76 pu5-=QN  
Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77 =xPBolxm5U  
Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79 psAdYEGk!  
Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79 WHvxBd  
Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79 S1W(]%0/  
Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79 k?ksv+e\
 
Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79 &g
5+ |g (  
Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80 #AUa'qBt  
Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80 Pt8 U0)i)  
Ex59c:  2f透镜，焦平面扫描 80 7VKTI:5y  
Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80 hFr?84sAd  
Ex60a: 对散焦的简单优化 80 roE*8:Y  
Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81 uNG?`>4>  
Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81 9`v[Jm% $m  
Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81 \!,qXfTMB  
Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81 y w>T1  
Ex61: 对加速模型评估的优化 82 y1+~IjY  
Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82 tJ@5E^'4  
Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85 %
2TjG  
Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85 |\S p IFH1  
Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85 PV/SzfvIq  
Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85 +)l6%QKcW  
Ex65: 非相干成像与光学传递函数（OTF） 85 1U;p+k5c  
Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86 xbhU:,o  
Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87 Z}4 `y"By  
Ex67a: 六边形透镜阵列 88 y}!}*Qj+/  
Ex67b: 矩形透镜阵列 88 '}$$o1R  
Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88 9?#L/  
Ex67d: 矩形柱透镜 88 $r87]
y!  
Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88 H}B%OFI\+  
Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88 "Rv],O"  
Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88 isR|K9qf^  
Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88 tN:PWj5  
Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88 5cE
?>  
Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89 o$_,2$>mn  
Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89 9Lv"|S`5W_  
Ex69: 速率方程与瞬态响应 89 by8~'?  
Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89 J)leRR&  
Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92 enJgk(  
Ex69c: 速率方程与单步骤 92 x)Ls(Xh+g  
Ex69d: 半导体增益 92  ]7yr.4?a  
Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93 \,5OPSB  
Ex69f: 速率方程的数值举例 93 I,d5Y3mC  
Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93 wA;C
j  
Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93 zVU{jmS  
Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93 P\R#!+FgW8  
Ex69j: 稳态速率方程的解 93 !*@sX7H  
Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93 2[qlEtvQ  
Ex70: Udata命令的显示 93 .y~vn[qN  
Ex71: 纹影系统 94 o0'!u  
Ex72: 测试ABCD等价系统 94 YB1uudW9  
Ex73: 动态存储测试 95 kL1StF#p  
Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95 Vy7o}z`  
Ex75: 锥面镜 95 p 3*y8g-  
Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95 rW(<[2vg  
Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97  N\9Wxz$  
Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97 @XL5$k[Y  
Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98 nD51,1>  
Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔 Gn8'h TM  
。。。。后续还有目录 _#]/d3*Z}  
对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系 lmRdl>  
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