[产品]激光与物理光学-《GLAD典型案例手册》 [复制链接]

前言 uihU)]+@t/  
,^K}_z\9f  
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。 A$=h'!$  
3<%ci&B  
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。 HkL`- c0  
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。 E'ay @YAp  
^S%xaA9  
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。 %p t^
?  
_yN&+]c  
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。 |T) $E  
不当之处，敬请指正！ z?I"[M  
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D+Z  
u"s@eN  
目录 JLn)U4>z w  
前言 2 GVKc4HGt  
1、传输中的相位因子与古伊相移 3 =euMOs  
2、带有反射壁的空心波导 7 f'WRszrF  
3、二元光学元件建模 14 p-o8Ctc?V  
4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21 
KKcajN  
5、大气像差与自适应光学 26 49iqrP'  
6、热晕效应 29 nQaryL  
7、部分相干光模拟 34 >.o<}!FW  
8、谐振腔的优化设计 43 epm ~
 
9、共焦非稳腔模拟仿真 47 8W"Xdv{  
10、非稳环形腔模拟 53 fG_<HJS(~  
11、含有锥形反射镜的谐振腔 58 ^(+@uuBx  
12、体全息模拟 63 6'[gd  
13、利用全息图实现加密和解密 68 r"&uW!~0  
14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75 #Y%(CI  
15、拉曼放大器 80 F6Ne?[b  
16、瞬态拉曼效应 90 |QHIB?C?`  
17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97 UY}EW`$#m  
18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104 s^R$u"pFs  
19、光学参量振荡器 109 m8Y>4:Nw  
20、激光二极管泵浦的固体激光器 114 1/tyne=m  
21、ZIG-ZAG放大器 122 7I=vgT1F  
22、多程放大器 133 ^9zlxs`<d  
23、调Q激光器 153 8I]rC<O6:  
24、光纤耦合系统仿真 161 L}UrI&]V$:  
25、相干增益模型 169 yW]>v>l:Eg  
26、谐振腔往返传输内的采样 181 Q79WGW  
27、光纤激光器 191 +|6E~#zklY  
:2*0Jh3_  
GLAD案例索引手册 m}32ovpw  
u$rSM0CJ  
目录 qE*hUzA  
U7xKu75G1  
目   录 i cMoBYk  
[5;_XMj%  
Aj{G=AT  
GLAD软件简介 1 ?Ll1B3f  
Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2 '>:%n  
Ex1a: 基本输入 2 `1i\8s&O6@  
Ex1b: RTF命令文件 3 ;-quK%VO!  
Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4 #:E^($v  
Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5 'byao03  
Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5 ,Yu2K`  
Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6 Q;k D Jo  
Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6 *],=!  
Ex3: 单位选择 7 9/PX~j9O?  
Ex4: 变量、表达式和数值面 7 *(o^w'5  
Ex5: 简单透镜与平面镜 7 J?/NJ-F  
Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8 |[iEi  
Ex7:  mirror/global命令 8 q rF:=?`E  
Ex8: 圆锥曲面反射镜 11 H8A=]Gq  
Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11 M!Ywjvw*)3  
Ex8b: 离轴单抛物面 12 `{&l _  
Ex8c: 椭圆反射镜 12 9Idgib&  
Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12 d(q2gd@  
Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12 0Ci:w|J  
Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17 %:.IG.`d  
Ex10: 宏、变量和udata命令 17 nnuJY$O;M  
Ex11: 共焦非稳腔 17 6.M!WK{+  
Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18 ^:2>I$
 
Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18 2#Y5*r's\  
Ex11c: 发散输出的非稳腔 19 X<uH [  
Ex11d: 注入相反模式的空腔 19 uWkuw5;  
Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20 8nTdZu  
Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20 ]//Dd/L6  
Ex13: 相位像差 20 keS%w]87  
Ex13a: 各种像差的显示 21 e^h4cC\^  
Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23 kj@m5`G  
Ex14: 光束拟合 23 +K61-Div  
Ex15: 拦光 24 /jN&VpDG  
Ex16: 光阑与拦光 24 mU;\,96#  
Ex17: 拉曼增益器 25 (P 9$Ei0fv  
Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26 gx=2]~O1(  
Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26 5[A4K%EL  
Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28 Ql9 )  
Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29 WO+_|*&  
Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29 ,S7M4ajVZB  
Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30 }^ZPah  
Ex24: 大气像差与自适应光学 31 3M[5_OK  
Ex24a: 大气像差 32 {3G2-$yb  
Ex24b: 准直光路中的大气像差 32 Wa'
m]J  
Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32 RQW<Sp~  
Ex25: 地对空激光通讯系统 32 k2DBm q;  
Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34 _;u@xl=  
Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34 i]IZ0.?Y  
Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35 +$D~?sk  
Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35 #6za  
Ex27c: 转换镜后面的大气像差与微扰以及自适应光学的影响 35 u =
|A  
Ex28: 相位阵列 35 d1/uI^8>  
Ex28a: 相位阵列 35 N}7tjk  
Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35 Jc,{n*  
Ex29: 带有风切变的大气像差 35 [ FNA:  
Ex30: 近场和远场的散斑现象 36 B#K2?Et!t  
Ex31: 热晕效应 36 y0cB@pWp  
Ex31a: 无热晕效应传输 37 ?iaD;:'qE  
Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37 >T
wL&la  
Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37 ^ ,yh38
4  
Ex32: 相位共轭镜 37 ns9a+QQ  
Ex33: 稳定腔 38 r?wE;gH  
Ex33a: 半共焦腔 38 YJ~3eZQ  
Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，理想透镜 39 UU2=W  
Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39 5:~BGK&{Y  
Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39 9 e0Oj3!B  
Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40 y3pr(w9A  
Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40 i>L>3]SRr{  
Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41 ^n8r mh_%  
Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41 ^FN(wvqb8  
Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41 kV3Zt@+  
Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42 R{A$hnhW6  
Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42 MYF6tZ*  
Ex33k: 拓展腔与伪反射 42 yXL]uh#b  
Ex33l: 谐振腔耦合 43 tS&rR0<OW  
Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45 1U< g  
Ex34: 单向稳定腔 45 
d`&F  
Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47 )gP0+W!u  
Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51 cQldBc  
Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53 k-a3oLCR,  
Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54 l*z.20^P  
Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56 >s+*D=k  
Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56 \t 04-  
Ex36: 有限差分传播函数 57 ZdY)&LJ  
Ex36a: FDP与软孔径 58 -VlXZj@u+  
Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58 "=9kX`(1y  
Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58 3erGTa[|q  
Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58 q+Cq&|4 ?2  
Ex37b: 偏振，表面极化效应 60 JJ$q*  
Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61 ds"q1  
Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61 BV01&.<|  
Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61 )Y}8)/Pud  
Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61 %wuD4PRK  
Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62 uRfFPOYH  
Ex38: 剪切干涉仪 G@Y!*ZH*f  
62 `@07n]KB  
Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62 FOx&'dH%@  
Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64 (5(TbyWwD  
Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64 1y($h<  
Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65 amH..D7_>  
Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66 0O:')R&  
Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66 Xv'5%o^i*  
Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66 Z&E!m   
Ex46: 光束整形滤波器 68 Au-h#YV  
Ex47: 增益片的建模 68 R:t>PFwo  
Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70 v8!Ts"  
Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70 `gFE/i18  
Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70 EFNi# D8s  
Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70 V O= o)H\  
Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70 mE}@}@(  
Ex48: 倍频 70 =xq+r]g6  
Ex49: 单模的倍频 71 c$
skLz  
Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71 T,D(Xh  
Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71  F6\Hqv  
Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72 +__PT4ps  
Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72 ')mR87  
Ex52: 锥像差 72 ^E^Cj;od@  
Ex53: 厄米高斯函数 74 _`(WX;sK  
Ex53a: 厄米高斯多项式 75 -x?I6>{  
Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75 2)zAX"#
/  
Ex54: 拉盖尔函数 75 t+?m<h6w;l  
Ex55: 远场中的散斑效应 75 nPU=n[t8O  
Ex56: F-P腔与相干光注入 75 ~l@ h  
Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76 U'(@?]2<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 /:OSql5K*<  
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 TppuEC>  
Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76 ,s9gGCA  
Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76 5m]N%{<jAB  
Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76 C6T
?D5  
Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76 hvO  
Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77 ,'f^K!iA   
Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79 0;V "64U  
Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79 ;0c -+,  
Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79 -FGQn |h4  
Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79 :K)7_]y  
Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79 t0*,%ge:<  
Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80 ^f%hhp
V@  
Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80 /Qnq,`z  
Ex59c:  2f透镜，焦平面扫描 80 >{HQ"{Q  
Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80 ym=7EY?o  
Ex60a: 对散焦的简单优化 80 {%b*4x0?  
Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81 tvlrUp  
Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81 QU;bDNq,c  
Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81 ac%6eW0#  
Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81 <n-}z[09  
Ex61: 对加速模型评估的优化 82 `UK'IN.il  
Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82 8h%oJ4da  
Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85 %Y:"5fH  
Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85 :+qd>;yf#  
Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85 IGQcQ/M  
Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85 EIrAq!CA  
Ex65: 非相干成像与光学传递函数（OTF） 85 D02(6|  
Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86 \QvoL  
Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87 lPaTkZw  
Ex67a: 六边形透镜阵列 88 kR,ry:J-  
Ex67b: 矩形透镜阵列 88 ^tTASK  
Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88 w$##GM=Tq  
Ex67d: 矩形柱透镜 88 ^P}jn`4  
Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88 !K[UJQs\  
Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88 ("r\3Mvs  
Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88 J^V}%N".  
Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88 h%%ryQQ&<  
Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88 ~9[O'  
Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89 <c77GimD?  
Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89 [Xyu_I-c  
Ex69: 速率方程与瞬态响应 89 <%iRa$i5  
Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89 dtT:,&  
Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92 YLsOA`5X  
Ex69c: 速率方程与单步骤 92 .US=fWyrb  
Ex69d: 半导体增益 92 R0g^0K.  
Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93 kfV}ta'^S  
Ex69f: 速率方程的数值举例 93 e=^^TX`I  
Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93 DEw>f%&4  
Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93 }] p9  
Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93 9,wD  
Ex69j: 稳态速率方程的解 93 hl]q6ZK!6  
Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93 MO>9A,&f  
Ex70: Udata命令的显示 93 M '#a.z%  
Ex71: 纹影系统 94 3%[;nhbA7  
Ex72: 测试ABCD等价系统 94 1PB"1.wnd  
Ex73: 动态存储测试 95 {MV,>T_  
Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95 ?:42jp3  
Ex75: 锥面镜 95 7,lnfCm H  
Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95 8g0VTY4$jP  
Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97 4`GOBX1b.y  
Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97 5MCnGg@  
Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98 0MI4"<  
Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔 "vka7r  
。。。。后续还有目录 x:K~?c3  
对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系 w7@TM%nS  
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