前言
TeZu*c 1nvT={'R 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。
X.#9[3U+ f&5S`} 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。
X qm ?@JN 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 x_dqko 'M? ptu?f 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。
&DYC3*)Jih =<9Mv+Ry8 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。
7vPG b :y 不当之处，敬请指正！
NF |[j=? %|JL=E}%| 7],y(:[=v 目录
e&ZT RgYdi 前言 2
Txe* $T,( 1、传输中的相位因子与古伊相移 3
kl1 Q : 2、带有反射壁的空心波导 7
o\i t]B 3、二元光学元件建模 14
W4nn)qBrh 4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21
M"K $.m@t 5、大气像差与自适应光学 26
o%lxEd r 6、热晕效应 29
! JDuVqW 7、部分相干光模拟 34
PK&&Vu2M 8、谐振腔的
优化设计 43
Uj J&P) 9、共焦非稳腔模拟仿真 47
K9ih(fh) 10、非稳环形腔模拟 53
$1s>efP - 11、含有锥形反射镜的谐振腔 58
~n0Exw( 12、体全息模拟 63
:si& A;k 13、利用全息图实现加密和解密 68
M 54czo=l 14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75
[\Aws^fD_ 15、拉曼放大器 80
vYLsp Z;S 16、瞬态拉曼效应 90
+B +cN[d 17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97
jc>B^mq x 18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104
l&W :t9o 19、光学参量振荡器 109
XD!}uDZ^ 20、激光二极管泵浦的固体
激光器 114
:D 2GLq *\ 21、ZIG-ZAG放大器 122
J z&dC 22、多程放大器 133
FoYs <aER 23、调Q激光器 153
4V] xVma 24、
光纤耦合系统仿真 161
Xooh00 25、相干增益模型 169
9"B ;o 26、谐振腔往返传输内的采样 181
*j1Skd.#At 27、光纤激光器 191
TOP,]N/F
H qOyS8tA.H GLAD案例索引手册
I~"l9Jc!" L4u.cH J}0 目录
/K+;HAUTn Ft :_6T% 目 录 i
dKchQsgCg 
~<W a $~oY GLAD案例索引手册实物照片
#t# S(A9) GLAD软件简介 1
drwxrZt Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2
-biw{ Ex1a: 基本输入 2
_ qQ Ex1b: RTF命令文件 3
8) ` Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4
{JKG-0)z? Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5
<X1[j9Qtv0 Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5
oc-o>H Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6
K6~')9 Q Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6
Xpkj44cd@ Ex3: 单位选择 7
%A &g-4( Ex4: 变量、表达式和数值面 7
Cf<TDjU`| Ex5: 简单透镜与平面镜 7
)J[Ady^5 Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8
K_N` My Ex7: mirror/global命令 8
4l/~::y Ex8: 圆锥曲面反射镜 11
&XhxkN$8 Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11
VWCC(YRU|$ Ex8b: 离轴单抛物面 12
<P Vmr2Jp" Ex8c: 椭圆反射镜 12
( Y mIui> Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12
#fyY37 - Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12
zRau/1Y0 Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17
t#]VR7] Ex10: 宏、变量和udata命令 17
`\BBdQ#bH Ex11: 共焦非稳腔 17
AMK3I`=8WO Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18
p1z ^i( Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18
lrMkp @ f. Ex11c: 发散输出的非稳腔 19
Gs qO^SV Ex11d: 注入相反模式的空腔 19
*9r 32]i; Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20
;:)u
rI? Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20
N71^ I"@HH Ex13: 相位像差 20
U!nNT== Ex13a: 各种像差的显示 21
.e S* F Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23
L{ c\7 Ex14: 光束拟合 23
P[ Vf$ q< Ex15: 拦光 24
U[@B63];0 Ex16: 光阑与拦光 24
:f R GXrn Ex17: 拉曼增益器 25
I =K<%. Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26
kw1L m1C Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26
z-S8s2.Fd Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28
f5n AD Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29
qMBEJ< o Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29
6<n+p'+n Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30
i} 5+\t[Q Ex24: 大气像差与自适应光学 31
.Ag)/Xm(? Ex24a: 大气像差 32
Yd ~Tzh Ex24b: 准直光路中的大气像差 32
8O*O 5 Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32
\Fy HIs Ex25: 地对空激光通讯系统 32
J8`vk#5 Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34
gLg\W3TOi Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34
00A2[g O9 Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35
V4%7Xj Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35
%vrUk;<35 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
6rAenK-% Ex28: 相位阵列 35
072`i 46 Ex28a: 相位阵列 35
`+WQ^dP@ Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35
PF;`mdi-, Ex29: 带有风切变的大气像差 35
? eR^\-e Ex30: 近场和远场的散斑现象 36
3],[ 6%w Ex31: 热晕效应 36
$D #eD. Ex31a: 无热晕效应传输 37
\,b_8 ^ Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37
a^9}ceu? Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37
RXbZaje$ Ex32: 相位共轭镜 37
}9&~+Q2 Ex33: 稳定腔 38
_57 68G`P Ex33a: 半共焦腔 38
&eX^ll Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔
望远镜，理想透镜 39
l8!n!sC[, Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39
W#<ZaGsq Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39
^(yU)k3pu Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40
sX= _|<[ Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40
Y3f2RdGl Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41
^G(+sb[t Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41
{UEZ:a Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41
0o&7l %Y/ Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42
?|we.{ Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42
A j2yAg Ex33k: 拓展腔与伪反射 42
lV<j?I~?Q Ex33l: 谐振腔耦合 43
,O"zz7 Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45
;jpsH?3g Ex34: 单向稳定腔 45
jQ?6I1o Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47
nSV
OS6 Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51
[,p[%Dza Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53
Q W}N,j$ Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54
cH\.-5NQ Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56
=wX(a Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56
5?4jD]Z Ex36: 有限差分传播函数 57
^T/d34A;SP Ex36a: FDP与软孔径 58
Yf,U2A\ Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58
#s^~'2^%4 Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58
`zOQ*Y& Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58
\P0>TWE Ex37b: 偏振，表面极化效应 60
|B. tBt^ Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61
$ [8 GFv Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61
Ny)!uqul* Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61
+}0/ %5 =1 Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61
Q>emyij Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62
2p|[yZ Ex38: 剪切干涉仪
JN-wToOF 62
&7t3D?K'qX Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62
seEG ~/U< Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64
r5N.Q t8 Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64
u >o2lvy8 Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65
$ @cg+Xrg1 Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66
F&x 9. Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66
WfE,U=e* Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66
8yV?l7 Ex46: 光束整形滤波器 68
k~ZE4^dM Ex47: 增益片的建模 68
S tJ&YYdD Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70
q}mQm' Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70
Fv"jKZPgzz Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70
H"A|Z6y $^ Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70
&c)n\ x* Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70
Dy_Za.N2 Ex48: 倍频 70
VCZ.{MD Ex49: 单模的倍频 71
}<hyW9 Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71
m.A_u7D@ Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71
J}cqBk> Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72
kG>d^K Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72
Cj x(Z] Ex52: 锥像差 72
0]3 #3 TH Ex53: 厄米高斯函数 74
E c^x Ex53a: 厄米高斯多项式 75
jNa'l<dn] Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75
yH0BN z8V Ex54: 拉盖尔函数 75
IMDGinHAy Ex55: 远场中的散斑效应 75
nT.2HQ((Xg Ex56: F-P腔与相干光注入 75
~]_g q;bG Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76
G 'sEbw'[ Ex56b: 在古伊相位附近对注入信号光进行扫面，峰值出现在140° 76
W7QcDR y6 Ex56c: 通过正交化确定损耗第二小的模式的古伊相位及其建立过程 76
3"Y
|RSy Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76
4i iW{rh4 Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76
ir%?J&C+t Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76
?UlAwxn Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76
bZ.q?Hlfk Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77
OTNcNY Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79
{ ke}W Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79
QVVR_1Q Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79
CfoT$g Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79
" Y Z B@ Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79
<V-D Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80
h`0'27\C Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80
dd +%d Ex59c: 2f透镜，焦平面扫描 80
rG _T!']~ Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80
<TL!iM Ex60a: 对散焦的简单优化 80
e==}qQ Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81
'7UW\KEB[} Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81
Qb}1t n) Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81
G G]4g)O5 Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81
*TEgV Ex61: 对加速模型评估的优化 82
W xB}Uh Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82
<lj;}@qQ< Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85
"[[ 9i Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85
3(De> gs$ Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85
tw/~z2G Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85
9#CE m &c Ex65: 非相干
成像与光学传递函数（OTF） 85
}6;v`1Hr Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86
s3sAw~++ Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87
bcp+7b(IB Ex67a: 六边形透镜阵列 88
bF5 mCR: Ex67b: 矩形透镜阵列 88
s%K 9;(RWI Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88
pDlU*& Ex67d: 矩形柱透镜 88
dy^Zlu`
f Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88
p,h DZea Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88
,U\F <$O Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88
DM3W99PWA Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88
D\}A{I92F4 Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88
|#p`mc%f~\ Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89
`@$qy&AJ Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89
^ gY^I`"e6 Ex69: 速率方程与瞬态响应 89
" Zo<$p3] Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89
3]=j!_yJf Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92
8Z{e/wnVF Ex69c: 速率方程与单步骤 92
2WK]I1_ Ex69d:
半导体增益 92
.Du-~N4\ Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93
3dlL?+Y# Ex69f: 速率方程的数值举例 93
Q Q3a& Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93
&Ff#E?Y4| Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93
j:)"s_ Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93
5 *8 V4ca Ex69j: 稳态速率方程的解 93
gVM&wo | Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93
5C}1iZEJ Ex70: Udata命令的显示 93
#b z#&vt$ Ex71: 纹影系统 94
O_yk< Ex72: 测试ABCD等价系统 94
llbf(! Ex73: 动态存储测试 95
jF5Y-CX Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95
eI%{/> Ex75: 锥面镜 95
gLyXe,Jp Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95
@WmEcX| Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97
bi^[ Eh Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97
:qfP>Ok Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98
z}'-gv\, Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔
8zDLX,M- 。。。。后续还有目录
~N<zv( {lG 对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系
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