前言
e F3,2DD C C
.~+*"Vw 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。
ktpa U,% DS[#| 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。
%Va!\# 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。
7w6cwHrL@ L|}lccpI 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。
I\$X/t +dH #odI EC/ 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。
A* /Hj TX 不当之处，敬请指正！
j+,d^! "*srx] aD$v2)RR 目录
%YC_Se7 前言 2
@6]sNm 1、传输中的相位因子与古伊相移 3
Us0EG\Y 2、带有反射壁的空心波导 7
mh{1*T$fP 3、二元光学元件建模 14
J.xPv)1' 4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21
428>BQA 5、大气像差与自适应光学 26
gh8F 2V;< 6、热晕效应 29
cLsV`@J(k 7、部分相干光模拟 34
M 4?ig}kh 8、谐振腔的
优化设计 43
&RnTzqv 9、共焦非稳腔模拟仿真 47
vbC\?\ _ 10、非稳环形腔模拟 53
WL?\5?G 9l 11、含有锥形反射镜的谐振腔 58
Dw<bn<e- 12、体全息模拟 63
+2&@x=xy 13、利用全息图实现加密和解密 68
Lja>8m 14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75
KQg]0y
d 15、拉曼放大器 80
t~#zMUfac 16、瞬态拉曼效应 90
'g
m0) r 17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97
P n>Xbe 18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104
"Pu!dJ5[] 19、光学参量振荡器 109
[8*jw 'W|[ 20、激光二极管泵浦的固体
激光器 114
e3nYbWBy] 21、ZIG-ZAG放大器 122
pw)| |Q 22、多程放大器 133
r[b(I@T + 23、调Q激光器 153
:lPb.UCY 24、
光纤耦合系统仿真 161
\Ani}qQ%| 25、相干增益模型 169
D)m5 26、谐振腔往返传输内的采样 181
BlA_.]Sg$ 27、光纤激光器 191
ZOeQ+j)|I 5',8 ziJQ GLAD案例索引手册
1Y7Eajt-5 hM6PP 7XH 目录
]);%wy{H o zGA q- < 目 录 i
7G}2,ueI 
3 I@}my1 GLAD案例索引手册实物照片
W"}M1o GLAD软件简介 1
@ oV9) Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2
Cko L TY Ex1a: 基本输入 2
=,_ +0M9 Ex1b: RTF命令文件 3
NnDxq%l% Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4
+RYls|f Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5
&h^9}>rVjV Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5
!O: y@ Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6
e
:% ieH< Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6
-y8`yHb_ Ex3: 单位选择 7
_lGdUt 2 Ex4: 变量、表达式和数值面 7
[BqHx5Xz( Ex5: 简单透镜与平面镜 7
uao0_swW5 Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8
o7sT=x9 Ex7: mirror/global命令 8
@,cowar* Ex8: 圆锥曲面反射镜 11
7!EBH(,z Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11
#t: S.A@ Ex8b: 离轴单抛物面 12
& :d H, Ex8c: 椭圆反射镜 12
3L_\`Ia9 Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12
VcSV u Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12
U |Jo{(Y Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17
(`c
[#0=n Ex10: 宏、变量和udata命令 17
=/y]d<g Ex11: 共焦非稳腔 17
1DE<r KI Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18
T" E6y"D Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18
G IT> L Ex11c: 发散输出的非稳腔 19
!'&n - Q Ex11d: 注入相反模式的空腔 19
r^3a cXl
Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20
V'8s8H Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20
T`\x,`
^ Ex13: 相位像差 20
)4<__|52"1 Ex13a: 各种像差的显示 21
;*:]*|bw Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23
Nn~~ !q Ex14: 光束拟合 23
c#Sa]n Ex15: 拦光 24
;CmS ~K: Ex16: 光阑与拦光 24
\{Z; :,S Ex17: 拉曼增益器 25
%)|9E>fP]N Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26
[y'f|XN Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26
m '6&9Ja k Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28
h]5C|M| Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29
7hlO#PYZ Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29
A: 5x| Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30
H%UL%l$ Ex24: 大气像差与自适应光学 31
/ %}*Xh Ex24a: 大气像差 32
JEahGzO Ex24b: 准直光路中的大气像差 32
{mZC$U' Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32
0=* 8
Ex25: 地对空激光通讯系统 32
2jg- Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34
<a cUKfpY Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34
fPn>v)lN{ Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35
H:t$'kb` Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35
+cgSC5nR 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
Rs-]N1V Ex28: 相位阵列 35
hyCh9YOu) Ex28a: 相位阵列 35
Z~oo;xE Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35
75"f2; Ex29: 带有风切变的大气像差 35
_aFl_\3> Ex30: 近场和远场的散斑现象 36
ko.(pb@+ Ex31: 热晕效应 36
[S HXJ4P* Ex31a: 无热晕效应传输 37
}=gx# Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37
s+,OxRVw( Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37
OGde00 Ex32: 相位共轭镜 37
s>;v!^N?u Ex33: 稳定腔 38
bJRN;g Ex33a: 半共焦腔 38
h{HF8>u[ Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔
望远镜，理想透镜 39
< Z{HX[y Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39
\`oT#|0 Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39
QDs^Ije Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40
kzn5M&f> Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40
HJX T9;w Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41
zLD0RBj7p Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41
Rn`x7( WA Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41
%W%9j#!aN Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42
,&j hlZ i Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42
;1`fC@rI Ex33k: 拓展腔与伪反射 42
@R/07&lBR Ex33l: 谐振腔耦合 43
s } UjGFP Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45
"!Uqcay- Ex34: 单向稳定腔 45
E*.{=W }C Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47
i]Fp..`v~ Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51
K/tRe/t } Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53
4}_j`d/8| Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54
ohF JZ' Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56
rai3<_W< Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56
!>{G,\^=pT Ex36: 有限差分传播函数 57
rR9|6l
3 Ex36a: FDP与软孔径 58
??PC
k1X Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58
i5Zk_-\#H Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58
_,xc[ 07 Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58
$ACvV "b Ex37b: 偏振，表面极化效应 60
jhXkSj Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61
';TT4$(m Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61
#w,Dwy Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61
aGJC1x Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61
@ zs'Y8 Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62
/2UH=Q!x4E Ex38: 剪切干涉仪
[s"O mAy4 62
}4T c Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62
xIxn"^' Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64
F ME3sa$ Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64
: >6F+XZ
Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65
J8S'/y(LE< Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66
= NnNN'} Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66
lJ u;O/ Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66
3Mxp)uG/ Ex46: 光束整形滤波器 68
f|h|q_< ; Ex47: 增益片的建模 68
}`W){]{k O Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70
(8Bk;bd Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70
kSR\RuY* Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70
LV\DBDM Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70
.q
`Hjmg< Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70
b4E:Wn9x Ex48: 倍频 70
3&u&x( Ex49: 单模的倍频 71
t E@;X= Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71
~i~7 n a| Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71
:bz}c48% Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72
e ?7& M Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72
P%{^ i] Ex52: 锥像差 72
>#hO).`C Ex53: 厄米高斯函数 74
}._eIx" Ex53a: 厄米高斯多项式 75
Pa{%\dsv Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75
L XbP 2 Ex54: 拉盖尔函数 75
3gv|9T Ex55: 远场中的散斑效应 75
<\NY<QIwFw Ex56: F-P腔与相干光注入 75
J 4Nl n Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76
*a58ZI@ 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
# 9X70| f 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
k\WR ] Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76
f !s=(H; Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76
IB[ )TZ 2m Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76
BRlT7grgq Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76
Pa~)"u 8 Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77
&;D8]7d
Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79
lTd #bN Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79
&Q>k7L! Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79
c|M6 <} Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79
Z?%zgqTXb Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79
D@Vt^_ Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80
a#>Yh ;FA Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80
q OSM}ei>s Ex59c: 2f透镜，焦平面扫描 80
xYmxc9)2 Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80
W7 Cc Ex60a: 对散焦的简单优化 80
xL{a Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81
$u 9K+>. Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81
K P t5=a Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81
sC='_h Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81
AQ_| : Ex61: 对加速模型评估的优化 82
~nrK>% Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82
pL{U `5S Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85
;~"FLQ g@ Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85
!{ ^PO <9 Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85
yls
^ cyX Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85
Xz Il`eH Ex65: 非相干
成像与光学传递函数（OTF） 85
{vuZ{I Ja Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86
ch 0{+g& Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87
#`o 2Z Ex67a: 六边形透镜阵列 88
&Rvm>TC= Ex67b: 矩形透镜阵列 88
[/Rf\T(,jn Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88
,6om\9.E@ Ex67d: 矩形柱透镜 88
C}_ ojcR Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88
_NMm/]mN / Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88
M7@2^G]p Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88
n2oz"<?$S Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88
ptU \[Tq Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88
CE/Xfh'44 Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89
=zKhz8B( Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89
&ge "x{,? Ex69: 速率方程与瞬态响应 89
=~=*&I4Dp Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89
8$0rR5 5 Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92
*XT/KxLa7 Ex69c: 速率方程与单步骤 92
R' C2o] Ex69d:
半导体增益 92
T~Gvp0r}h Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93
Mdl{}P0) Ex69f: 速率方程的数值举例 93
X4 A<[&F/ Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93
,M^ P! Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93
X{\F;Cb* Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93
iZM+JqfU|D Ex69j: 稳态速率方程的解 93
v"#mzd.tW Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93
fS s4ZXC Ex70: Udata命令的显示 93
bT^I " Ex71: 纹影系统 94
0cJWJOj& Ex72: 测试ABCD等价系统 94
H;YP8MoQ Ex73: 动态存储测试 95
OH">b6>\ Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95
][?G/*k Ex75: 锥面镜 95
rvnT6Ve Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95
&(xH$htv1 Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97
2oNk 93D Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97
qzf! l"bT Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98
&NH$nY.r Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔
xwJH(_- 。。。。后续还有目录
[Pq}p0cD 对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系
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