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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 ?nSp?m;  
    Z a1|fB  
    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。 *u4X<oBS*  
    <C96]}/ ?  
    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。 i7FR78^  
    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。 68GGS`&  
    -Tkd@  
    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。 <^q"31f  
    ~q|e];tA  
    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。 PXu<4VF  
    不当之处,敬请指正! wfTv<WG,.E  
    hYv 6-5_  
    tP(bRQ>  
    目录 /\$|D&e  
    前言 2 p}zk&`  
    1、传输中的相位因子与古伊相移 3 -Fc#  
    2、带有反射壁的空心波导 7 "XsY~  
    3、二元光学元件建模 14 %+B-Z/1}  
    4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21 6')SJ*|yS  
    5、大气像差与自适应光学 26 vMdhNOU  
    6、热晕效应 29 ^W[`##,{Od  
    7、部分相干光模拟 34 jLS]^|  
    8、谐振腔的优化设计 43 W (c\$2`  
    9、共焦非稳腔模拟仿真 47 O8N0]Mz  
    10、非稳环形腔模拟 53 la{uJ9Iw@}  
    11、含有锥形反射镜的谐振腔 58 `b`52b\6S  
    12、体全息模拟 63 *]{I\rX  
    13、利用全息图实现加密和解密 68 St&HE:  
    14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75 ~(L+4]  
    15、拉曼放大器 80 %c/"A8{eb  
    16、瞬态拉曼效应 90 y* Q-4_%,  
    17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97 9.#R?YP$  
    18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104 R/cq00g  
    19、光学参量振荡器 109 I5OH=,y`  
    20、激光二极管泵浦的固体激光器 114 YIUmCx0a  
    21、ZIG-ZAG放大器 122 _"bvT?|  
    22、多程放大器 133 9l_?n@   
    23、调Q激光器 153 r_sl~^* :  
    24、光纤耦合系统仿真 161 0Ilvr]1a4  
    25、相干增益模型 169 F8;4Oj  
    26、谐振腔往返传输内的采样 181 s l @6  
    27、光纤激光器 191 HtYR 0J  
    R{A/ +7!  
    GLAD案例索引手册 poFjhq /#(  
    9,>Y  
    目录 "(&`muIc  
    ayz1i:Q|  
    目   录 i WzbN=& C]h  
    c O>:n  
    GLAD案例索引手册实物照片
    kR?n%`&k  
    GLAD软件简介 1 S,v>*AF  
    Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2 n(O p<  
    Ex1a: 基本输入 2  VgoKi  
    Ex1b: RTF命令文件 3 'wV26Dm  
    Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4 (MiOrzT  
    Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5 G/44gKl  
    Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5 Tm.w+@  
    Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6 WREGRy  
    Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6 8vo7~6yy  
    Ex3: 单位选择 7 0M2+?aKif  
    Ex4: 变量、表达式和数值面 7 bO%ck-om!  
    Ex5: 简单透镜与平面镜 7 Pm;*Jv%  
    Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8 bJ!f,a'/  
    Ex7:  mirror/global命令 8 <[l}^`IC^4  
    Ex8: 圆锥曲面反射镜 11 1Klu]J%  
    Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11 >M85xjXP  
    Ex8b: 离轴单抛物面 12 S%#Mu|  
    Ex8c: 椭圆反射镜 12 Eakjsk  
    Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12 0%j; yzQ<  
    Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12 abP?Dj&  
    Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17 48rYs}  
    Ex10: 宏、变量和udata命令 17 ,.MG&O  
    Ex11: 共焦非稳腔 17 J uKaRR~  
    Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18 c}s3c >`d  
    Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18 lS*.?4zX  
    Ex11c: 发散输出的非稳腔 19 3edK$B51;  
    Ex11d: 注入相反模式的空腔 19 5g7}A`  
    Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20 {j*+:Gj0V  
    Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20 *.Hnt\4|  
    Ex13: 相位像差 20 7B"aFnK;[J  
    Ex13a: 各种像差的显示 21 R! xc $`N  
    Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23 `&7? +s  
    Ex14: 光束拟合 23 qZ1PC>  
    Ex15: 拦光 24 Q_Sq  uuk  
    Ex16: 光阑与拦光 24 :u93yH6~8  
    Ex17: 拉曼增益器 25 c4W"CD;D  
    Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26 PP|xIAc  
    Ex19: 会聚光束的拉曼过程,简单动力学分步法 26 w`f~Ht{wYR  
    Ex20: 利用wave4的拉曼放大,准直光束 28 R$`T"C"  
    Ex21: 利用wave4的四波混频,准直光几何传输 29 *9^k^h(r&4  
    Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29 ,{t!->K  
    Ex23: 利用wave4的四波混频,会聚光束 30 g&5VorGx  
    Ex24: 大气像差与自适应光学 31 <WkLwP3^  
    Ex24a: 大气像差 32 %'5wwl  
    Ex24b: 准直光路中的大气像差 32 WLFzLW=PD  
    Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32 rVmO/Y#Hx$  
    Ex25: 地对空激光通讯系统 32 (I g *iJ%2  
    Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34 h0}-1kVT^  
    Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34 7@]hu^)rry  
    Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35 -8e tH&  
    Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35 t2<(by!  
    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 R_DQtLI  
    Ex28: 相位阵列 35 C,.{y`s'  
    Ex28a: 相位阵列 35 u:?RdB}B_@  
    Ex28b: 11×11的转向激光阵列,阻尼项控制 35 hUc |Xm  
    Ex29: 带有风切变的大气像差 35 `?m(Z6'  
    Ex30: 近场和远场的散斑现象 36 ?id^v 7d  
    Ex31: 热晕效应 36 r${a S@F  
    Ex31a: 无热晕效应传输 37 |REU7?B  
    Ex31b: 热晕效应,无动力制冷 37 k Er7,c  
    Ex31c: 热晕效应,动力制冷和像差 37 m!if_Iq  
    Ex32: 相位共轭镜 37 vUA`V\  
    Ex33: 稳定腔 38 yY|U}]u!V  
    Ex33a: 半共焦腔 38 :g_ +{4  
    Ex33b: 半共焦腔,1:1内腔望远镜,理想透镜 39 -7Wmq[L /  
    Ex33c: 半共焦腔,1:1内腔望远镜,透镜组 39 cH ?]uu(  
    Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39 <{j9|mt  
    Ex33e1: 相干注入,偏心光输入(1) 40 e@Y R/I8my  
    Ex33e2: 相干注入,偏心光输入(2) 40 =z.AQe+   
    Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41 'KG`{K$  
    Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41 V4D&&0&n  
    Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41 G9Ezm*I;:  
    Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42 4f5$^uN$qA  
    Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42 r&;AG@N/  
    Ex33k: 拓展腔与伪反射 42 ' 'N@ <|  
    Ex33l: 谐振腔耦合 43 @^@-A\7[KO  
    Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45 E ..[F<5  
    Ex34: 单向稳定腔 45 c8MNo'h  
    Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47 X_2I4Jz]6  
    Ex35a: 分布式传输,孔径划分方法 51 &*~ WK  
    Ex35b: 分布式传输,入射光中添加相位光栅 53 Uy=eHwU?J  
    Ex35c: 分布式传输,折射面上添加相位光栅 54 un=)k;oh  
    Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56 *z~Y*Q0  
    Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56 '@bA_F(  
    Ex36: 有限差分传播函数 57 V;=T~K|)>  
    Ex36a: FDP与软孔径 58 t~`Ef  
    Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58 u@Lu.t!],  
    Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58 hJ :+*46  
    Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58 52,a5TVG  
    Ex37b: 偏振,表面极化效应 60 .>e~J+oL  
    Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61 0fNBy^(K  
    Ex37d: 偏振,古斯-汉欣位移(1) 61 HIAd"}^  
    Ex37e: 偏振,采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移(2) 61 ufOaD7  
    Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61 wVTo7o%U  
    Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62 Sl#XJ0 g  
    Ex38: 剪切干涉仪 ebchHnOd  
    62 49 D*U5o  
    Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62 2}A V_]]  
    Ex40: 相位共轭,有限相互作用长度 64 {iv=KF_S_  
    Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64 B#}RMFIj  
    Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65 AJ /_l;  
    Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66 _ev^5`>p/  
    Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66 FtXEudk  
    Ex45: 环形非稳腔,工作物质具有聚焦性质 66 HT'dft #  
    Ex46: 光束整形滤波器 68 #S5vX<"9  
    Ex47: 增益片的建模 68 [+GG Wo  
    Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70 KqQrxi?f-  
    Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70 !p2&$s"N.  
    Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器,单步骤 70 )m U)7@!  
    Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70 \wd~ Y  
    Ex47e: 点对点控制增益与饱和,多光束的饱和 70 +?p ;,Z%5  
    Ex48: 倍频 70 \BDNF< _  
    Ex49: 单模的倍频 71 h) rHf3:  
    Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71 %-dGK)?  
    Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71 ]!QeJ'BLM  
    Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72 T&%>/7I>  
    Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72 &uM?DQ`o8  
    Ex52: 锥像差 72 @`{UiTN X`  
    Ex53: 厄米高斯函数 74 mP-+];gg  
    Ex53a: 厄米高斯多项式 75 J=sQ].EK  
    Ex53b: 径向偏振光的建构,HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75 S=Zjdbd  
    Ex54: 拉盖尔函数 75 V}*b^<2o 5  
    Ex55: 远场中的散斑效应 75 TBpW/wz/  
    Ex56: F-P腔与相干光注入 75 $8Zw<aEJ  
    Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76 wR KGJ  
    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 "o1/gV  
    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 {`:!=  
    Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76 rRMC< .=  
    Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)(续) 76 $]9d((u4  
    Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76 2Y,s58F  
    Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76 qxq ~9\My  
    Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77 h*Ej}_  
    Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度,无吸收情况 79 1\BECP+  
    Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度,有吸收情况 79 OG.`\G|  
    Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度,比尔定律与自聚焦 79 L6FUC6x"  
    Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度,吸收、自聚焦、像差 79 jooh`| `P  
    Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79 Eb*DP_  
    Ex59a: 焦平面上的球差,有拦光 80 "_^FRz#h  
    Ex59b: 焦平面上的球差,无拦光 80 #M:W?&.  
    Ex59c:  2f透镜,焦平面扫描 80 =(o$1v/k  
    Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80 kys?%Y1  
    Ex60a: 对散焦的简单优化 80 kn! J`"b  
    Ex60b: 优化的数值验证,数值目标 81 9QpKB c  
    Ex60c: 优化的数值验证,阵列目标 81 p7z#4 GW  
    Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化,数值验证 81 ]fR 3f  
    Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化,内置函数 81 )2a!EEHz  
    Ex61: 对加速模型评估的优化 82 rh+OgKi  
    Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82 #xO`k1W.  
    Ex62a: 平面波光栅,小的遮光片的影响 85 P~~RK& +i  
    Ex62b: 平面波光栅,第二个光栅的影响 85 } nQHP4'  
    Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85 7|2:;5:U  
    Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85 {#7t(:x  
    Ex65: 非相干成像与光学传递函数(OTF) 85 v^e[`]u(  
    Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86 3M^ /   
    Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87 fUa`Y ryQ  
    Ex67a: 六边形透镜阵列 88 (bXCc  
    Ex67b: 矩形透镜阵列 88 5ewQjwW0  
    Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88 <)M?qkjb  
    Ex67d: 矩形柱透镜 88 X[VQ 1  
    Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88 "zr%Q'Ky  
    Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88 PoC24#vS  
    Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88 k(s3~S2h  
    Ex67h: N×N的激光二极管阵列,高斯型包络面 88 JAgec`T%  
    Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88 r!(~Y A  
    Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔,工作波长为1μ 89 *FO']D  
    Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔,工作波长为100μ 89 #ujcT%1G  
    Ex69: 速率方程与瞬态响应 89 ,O2Uj3"  
    Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89 m'%F,c)  
    Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92 nuvz!<5\{  
    Ex69c: 速率方程与单步骤 92 uu(.,11`  
    Ex69d: 半导体增益 92 Nz2}Ma 2  
    Ex69e: 三能级系统的增益,单一上能级态 93 keX0br7u_  
    Ex69f: 速率方程的数值举例 93 ak<?Eu9rV  
    Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93 '?#e$<uS-  
    Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93 vq x;FAqZ  
    Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93 SMnbI .0  
    Ex69j: 稳态速率方程的解 93 Hd4&"oeY  
    Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93 4H{L>e  
    Ex70: Udata命令的显示 93 o8bV z2E  
    Ex71: 纹影系统 94 +W-sb5)  
    Ex72: 测试ABCD等价系统 94 B~z& "`  
    Ex73: 动态存储测试 95 X^"95Ic  
    Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95 :I1bGa&I  
    Ex75: 锥面镜 95 r0_3`; H  
    Ex75a: 无焦锥面镜,左出左回 95 o6'`W2P  
    Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移,左出左回 97 &bTadd%0  
    Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97 )5bhyzSZI  
    Ex75d: 无焦锥面镜,位置偏移较大 98 E-l>z%  
    Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔 >&p_G0-  
    。。。。后续还有目录 ; 5oY)1  
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