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    [产品]激光与物理光学-《GLAD典型案例手册》 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-01-22
    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'/DO=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=IZFwr  
    不当之处,敬请指正! ~+{OSx<S  
    .0:t wj  
    ^D(N_va<  
    目录 CT@JNG$<"  
    前言 2 uL^Qtmm>M  
    1、传输中的相位因子与古伊相移 3 SU.T0>w  
    2、带有反射壁的空心波导 7 1&~u:RUXe  
    3、二元光学元件建模 14 F:.rb Ei  
    4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21 TOo0rcl  
    5、大气像差与自适应光学 26 /wB<1b"  
    6、热晕效应 29 {I|iUfy  
    7、部分相干光模拟 34 RLN>*X  
    8、谐振腔的优化设计 43 CPVR  
    9、共焦非稳腔模拟仿真 47 2T &<jt  
    10、非稳环形腔模拟 53 YFD'&N,sx  
    11、含有锥形反射镜的谐振腔 58 Lrgv:n  
    12、体全息模拟 63  T|NNd1>  
    13、利用全息图实现加密和解密 68 >|L,9lR_b  
    14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75 "VxZnT  
    15、拉曼放大器 80 \}Jy=[  
    16、瞬态拉曼效应 90 #EiOC.A=  
    17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97 <N11$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 [?mDTD8zU  
    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@9YDZ  
    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 8munw  
    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 _?&$@c  
    Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20 '"LrGvkZ  
    Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20 Xk%92Pto  
    Ex13: 相位像差 20 @ROMHMd}  
    Ex13a: 各种像差的显示 21 N%!8I  
    Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23 Cw]& B  
    Ex14: 光束拟合 23 .VN"j  
    Ex15: 拦光 24 ez_qG=J .  
    Ex16: 光阑与拦光 24 v'0A$`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 mxk :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 -PXRd)~  
    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 vbEAd)*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 ; _tu  
    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@c7/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 vNdMPulr{  
    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 * AsILK0  
    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 jVW .=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 [ GcH4E9r  
    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$4i{BL  
    Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔,工作波长为100μ 89 )2pOCAjL2  
    Ex69: 速率方程与瞬态响应 89  c6f=r  
    Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89 T"bH{|:%*=  
    Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92 ce&Q}_  
    Ex69c: 速率方程与单步骤 92 Q<c{$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 $.5f-vQp  
    Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93 8*bEsc|  
    Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93 c>$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$y.3  
    Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95 39yp1  
    Ex75: 锥面镜 95 [X&VxTxr  
    Ex75a: 无焦锥面镜,左出左回 95 I$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 uVD  
    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_  
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