前言
oEE*H2l\ Cwxy ~.mI 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。
%Ot22a s|U= _,. 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。
TR8<= 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。
6xs_@Vk|d pJ6Z/ 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。
Qwn/ , ZB'/D O=i 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。
R=I ZFwr 不当之处，敬请指正！
~+{OSx<S .0:t wj ^D(N_va< 目录
CT@JNG$<" 前言 2
uL^ Qtmm>M 1、传输中的相位因子与古伊相移 3
SU.T0>w 2、带有反射壁的空心波导 7
1&~u:RUXe 3、二元光学元件建模 14
F:.rb
Ei 4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21
TOo0rcl 5、大气像差与自适应光学 26
/wB< 1b" 6、热晕效应 29
{I|iUfy 7、部分相干光模拟 34
RLN>*X 8、谐振腔的
优化设计 43
C PV R 9、共焦非稳腔模拟仿真 47
2T &<jt 10、非稳环形腔模拟 53
YFD'&N,sx 11、含有锥形反射镜的谐振腔 58
Lrgv:n 12、体全息模拟 63
T|NNd1> 13、利用全息图实现加密和解密 68
>|L,9lR_b 14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75
"VxZnT 15、拉曼放大器 80
\} Jy=[ 16、瞬态拉曼效应 90
#EiOC.A= 17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97
<N11$t&_ 18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104
8B C F.y 19、光学参量振荡器 109
PW"G]G, 20、激光二极管泵浦的固体
激光器 114
2]n"7Z8(v8 21、ZIG-ZAG放大器 122
)A9K9pZj 22、多程放大器 133
[?m DTD8zU 23、调Q激光器 153
XJ~_FiB 24、
光纤耦合系统仿真 161
9"g=it2Rh6 25、相干增益模型 169
HDU tLU d 26、谐振腔往返传输内的采样 181
E.]sX_X? 27、光纤激光器 191
h_ef@ZwSw %j %}iM/(< GLAD案例索引手册
[pOQpfo\ MhN)ZhsC 目录
(.,`<rXw 3!M;Z7qF] 目 录 i
D;. O # bS 
|e@9Y DZ GLAD案例索引手册实物照片
CZ*c["x2 GLAD软件简介 1
_4iTP$7[ Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2
bE
_=L=NG Ex1a: 基本输入 2
jA R@?X Ex1b: RTF命令文件 3
8 munw Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4
mAh0xgm Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5
_IJPZ'Hr Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5
= R|?LOEK+ Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6
m RB-} Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6
YRF%].A%2 Ex3: 单位选择 7
^~Nz8PCY Ex4: 变量、表达式和数值面 7
{7 &(2Z]z Ex5: 简单透镜与平面镜 7
K*Y.mM) Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8
n.]K"$230 Ex7: mirror/global命令 8
`T2RaWR4= Ex8: 圆锥曲面反射镜 11
[OBj2= Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11
8`Fo^c=j Ex8b: 离轴单抛物面 12
6%Ap/zvCZ> Ex8c: 椭圆反射镜 12
6>ZUx}vYj Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12
Ql sMMIax Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12
$lmbeW[0 Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17
6r/NdI Ex10: 宏、变量和udata命令 17
pOQ'k>! Ex11: 共焦非稳腔 17
GGk.-Ew@ Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18
E+Z//)1Z Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18
Yz; Hu$/ Ex11c: 发散输出的非稳腔 19
WUx }+3eWv Ex11d: 注入相反模式的空腔 19
_?&$ @c Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20
'" LrGvkZ Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20
Xk%92Pt o Ex13: 相位像差 20
@ROMHMd} Ex13a: 各种像差的显示 21
N%!8 I Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23
Cw]& B Ex14: 光束拟合 23
.VN "j Ex15: 拦光 24
ez_qG=J . Ex16: 光阑与拦光 24
v'0A$`w` Ex17: 拉曼增益器 25
z?`&HU Nf Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26
z>< =F,W Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26
K.c6n,' Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28
uc9t0]o=h Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29
]kA0C~4 Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29
YG , Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30
|SC^H56+ Ex24: 大气像差与自适应光学 31
r #
MJ Ex24a: 大气像差 32
S05+G}[$ Ex24b: 准直光路中的大气像差 32
X[b= 25Ct Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32
W|J8QNL?jm Ex25: 地对空激光通讯系统 32
|f1 S&b. Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34
YL \d2 Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34
U<J4\|1?7' Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35
j|"#S4IX)F Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35
OcQ>01Q 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
NXsDn&&O Ex28: 相位阵列 35
DdDO.@-Z Ex28a: 相位阵列 35
hN*,]Z{ Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35
Xdj` $/RI Ex29: 带有风切变的大气像差 35
| k$^RU<OF Ex30: 近场和远场的散斑现象 36
TUoEk Ex31: 热晕效应 36
IiTV*azVh Ex31a: 无热晕效应传输 37
\}Fx'' Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37
. (G9mZFV Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37
<?'d \B Ex32: 相位共轭镜 37
p`:hY`P Ex33: 稳定腔 38
JVbR5"+. Ex33a: 半共焦腔 38
! iuDmL Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔
望远镜，理想透镜 39
h`n,:Y^++P Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39
m xk :P Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39
9qS~-'&q# Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40
vI3L <[W Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40
0o~? ]C Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41
Z18T<e Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41
vw VeHjR Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41
Vm}OrFA Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42
\'Oi0qo> Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42
pEgQ)
9\
Ex33k: 拓展腔与伪反射 42
21'I-j Ex33l: 谐振腔耦合 43
L+,p#w Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45
[4 L[.N@ Ex34: 单向稳定腔 45
_/Ky;p. Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47
`|?K4<5| Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51
:YaEMQJ^ Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53
$SAq/VHI1] Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54
9IJBK Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56
<[mT *
Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56
\d$fi*{ Ex36: 有限差分传播函数 57
2F9Gx;}t5= Ex36a: FDP与软孔径 58
+(n&>7 5 Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58
?WPuTPw{ Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58
IcmTF #{D Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58
;NNYJqWd^] Ex37b: 偏振，表面极化效应 60
x=>B 6o-f Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61
"TW%-67 Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61
dsck:e5agZ Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61
s2=rj?g&(X Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61
Wno{& I63 Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62
| 4/'~cYV Ex38: 剪切干涉仪
D5lzrpg _e 62
-PX Rd)~ Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62
FYPv:k Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64
n;&08M5an} Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64
vbEA d) *S Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65
}j<:hD QP Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66
SFhi]48&V Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66
cV]c/*z A Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66
1 ; _t u Ex46: 光束整形滤波器 68
SSG57N-T Ex47: 增益片的建模 68
B(tLV9B3Q Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70
x\( @ v Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70
7A:k Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70
7 #/ ->Y Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70
.*FBr7rE\ Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70
I`hltJM' Ex48: 倍频 70
{A!1s; Ex49: 单模的倍频 71
h r@c 7/L Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71
~,#zdm1r@ Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71
0
D^d-R, Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72
9* s'' = Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72
*}fs@"S
Ex52: 锥像差 72
B=dF\.&Z Ex53: 厄米高斯函数 74
TA;r Ex53a: 厄米高斯多项式 75
',Y`XP"Q Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75
^a+W! Ex54: 拉盖尔函数 75
NTq#'O) f Ex55: 远场中的散斑效应 75
x=-dv8N? Ex56: F-P腔与相干光注入 75
R1't W= Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76
vh+ '
W 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
vNdMPu lr{ 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
/%qw-v9qPV Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76
;B Lw?kf Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76
Nf@-i` Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76
* AsILK 0 Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76
$MW-c*5a Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77
{7EnM1] Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79
S
^5EG;[ Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79
m .:2G Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79
|76G#K~<X Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79
op!ft/Yyb Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79
jV W .=FK Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80
Z\1*g k Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80
M:[rH Ex59c: 2f透镜，焦平面扫描 80
\/qo2'V
j` Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80
vI84= n Ex60a: 对散焦的简单优化 80
MxXf.iX& Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81
.>X 0 $# Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81
i^<P@ |q Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81
~Qg:_ @@\ Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81
&\n<pXQ Ex61: 对加速模型评估的优化 82
v3zd>fDnRp Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82
pt/UY<@yoN Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85
<n#phU Q Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85
FCr^D$_w Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85
U3UKu/ Z Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85
l g0 'qH8 Ex65: 非相干
成像与光学传递函数（OTF） 85
nky%Eb[\ Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86
XIep3l* Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87
kdq<)>" Ex67a: 六边形透镜阵列 88
/5**2Kgv1 Ex67b: 矩形透镜阵列 88
hq[:U?!Tt Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88
[
GcH4 E9r Ex67d: 矩形柱透镜 88
CIt%7
\c Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88
n0\k(@+k Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88
4z;@1nN_8a Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88
[ClDKswq Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88
lwVo%- Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88
XJ$mRh0`K Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89
o$4i{BL Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89
) 2pOCAjL2 Ex69: 速率方程与瞬态响应 89
c6 f=r Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89
T"bH{|:%*= Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92
ce&Q}_ Ex69c: 速率方程与单步骤 92
Q<c{$o Ex69d:
半导体增益 92
jV|j]m&t Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93
y^u9Ttf{ Ex69f: 速率方程的数值举例 93
$`a>y jma Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93
$.5f-vQp Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93
8*bEs c| Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93
c>$PLO^ Ex69j: 稳态速率方程的解 93
S6d&w6 Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93
K|Cb6'' Ex70: Udata命令的显示 93
t| cL! Ex71: 纹影系统 94
#9/^) ^k Ex72: 测试ABCD等价系统 94
@H83Ad Ex73: 动态存储测试 95
7Rq|N$y.3 Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95
39yp 1 Ex75: 锥面镜 95
[X &VxTxr Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95
I$y6N"| Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97
}Sx+: N* Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97
%U
uV D Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98
*+UgrsRk Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔
+ g*s%^(E 。。。。后续还有目录
m~f J_ 对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系
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