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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 -F~"W@9r  
    D@?Tq,= [  
    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。 f3oGB*5>  
    ZgI?#e  
    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。 ?&_u$Nn  
    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。 Y DWV=/  
    Wz&[ cj  
    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。 &qMt07  
    c5- 56 Q  
    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。 GJj}|+|  
    不当之处,敬请指正! +rWcfXOHM  
    /{%p%Q[X  
    c\DMeYrg  
    目录 '4e, e|r  
    前言 2 d3jzGJrU}  
    1、传输中的相位因子与古伊相移 3 aNDpCpy  
    2、带有反射壁的空心波导 7 M'5PPBSR  
    3、二元光学元件建模 14 `NB6Of*/  
    4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21 Q$58 K9  
    5、大气像差与自适应光学 26 tFvXVfml  
    6、热晕效应 29  `;HZO8  
    7、部分相干光模拟 34 a?1lj,"~R  
    8、谐振腔的优化设计 43 opfg %*  
    9、共焦非稳腔模拟仿真 47 PTP0 _|K  
    10、非稳环形腔模拟 53 3{H&{@Q  
    11、含有锥形反射镜的谐振腔 58 S(#v<C,hd  
    12、体全息模拟 63 sa w  
    13、利用全息图实现加密和解密 68 j^6,V\;l  
    14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75 (MzThGJK_  
    15、拉曼放大器 80 9r=yfc!cS  
    16、瞬态拉曼效应 90 6(8zt"E  
    17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97 Zt ;u8O  
    18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104 z*e`2n#\  
    19、光学参量振荡器 109 DDBf89$\  
    20、激光二极管泵浦的固体激光器 114 XE($t2x,M  
    21、ZIG-ZAG放大器 122 ]=G  dAW  
    22、多程放大器 133 4WXr~?Vq9  
    23、调Q激光器 153 o7kQ&w   
    24、光纤耦合系统仿真 161 AYsiaSTRqW  
    25、相干增益模型 169 yF@72tK  
    26、谐振腔往返传输内的采样 181 @B9O*x+n:  
    27、光纤激光器 191 b NR@d'U  
    G]RFGwGt  
    GLAD案例索引手册 d$B+xW  
    &xE+PfX  
    目录 #3}!Q0   
    -'rb+<v  
    目   录 i v9MliD'  
    YJB/*SV^  
    GLAD案例索引手册实物照片
    `N;O6 wZ  
    GLAD软件简介 1 6QePrf  
    Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2 4vyJ<b  
    Ex1a: 基本输入 2 F5 7Kr5X  
    Ex1b: RTF命令文件 3 I/_,24[  
    Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4 L*zfZ&  
    Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5 S.|%dz  
    Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5 TXbnK"XQ  
    Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6 6F; |x  
    Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6 tvOyT6]  
    Ex3: 单位选择 7 ?o`fX wE  
    Ex4: 变量、表达式和数值面 7 ZO& F15$P  
    Ex5: 简单透镜与平面镜 7 $D;-;5[-/r  
    Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8 (".WJXB\  
    Ex7:  mirror/global命令 8 `P jS  
    Ex8: 圆锥曲面反射镜 11 T)mh  
    Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11 pGP$2  
    Ex8b: 离轴单抛物面 12 3\j3vcuy  
    Ex8c: 椭圆反射镜 12 5"z~BE7  
    Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12 >o5eyi  
    Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12 &uXu$)IZ  
    Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17 tUhr gc  
    Ex10: 宏、变量和udata命令 17 !m?W+ z~J  
    Ex11: 共焦非稳腔 17 5!qLJmd=  
    Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18 ,U=7#Cf!  
    Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18 @vPGkM#oW  
    Ex11c: 发散输出的非稳腔 19 _Kg"l5?B  
    Ex11d: 注入相反模式的空腔 19 (|sqN8SbA  
    Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20 MrhJk  
    Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20 q],/%W  
    Ex13: 相位像差 20 xbs X-F  
    Ex13a: 各种像差的显示 21 K-n]m#U4o  
    Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23 ZU.f)94u  
    Ex14: 光束拟合 23 !Q{~f;L  
    Ex15: 拦光 24 :tp{(MF  
    Ex16: 光阑与拦光 24 Q+Ya\1$6A  
    Ex17: 拉曼增益器 25 oB%j3aAH  
    Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26 qhOV>j,d  
    Ex19: 会聚光束的拉曼过程,简单动力学分步法 26 =' &TqiIv"  
    Ex20: 利用wave4的拉曼放大,准直光束 28 Z[9f8/6<b  
    Ex21: 利用wave4的四波混频,准直光几何传输 29 H;Gd  
    Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29 hEAP,)>F  
    Ex23: 利用wave4的四波混频,会聚光束 30 Xagz(tm/  
    Ex24: 大气像差与自适应光学 31 Rip[  
    Ex24a: 大气像差 32 Eg0qY\'  
    Ex24b: 准直光路中的大气像差 32 D`NQEt"(  
    Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32 z6'l" D'h  
    Ex25: 地对空激光通讯系统 32 #.|MV}6rQ  
    Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34 ]Ab$IK Y  
    Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34 CM 8Ub%  
    Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35 cLm{gd4 W  
    Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35 yD( v_J*  
    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 E[tEW0ub  
    Ex28: 相位阵列 35 <v$yXA  
    Ex28a: 相位阵列 35 ICUI0/J  
    Ex28b: 11×11的转向激光阵列,阻尼项控制 35 H#B97IGT  
    Ex29: 带有风切变的大气像差 35 V#\iO  
    Ex30: 近场和远场的散斑现象 36 xcC^9BAj  
    Ex31: 热晕效应 36 6Lz:J:Q)  
    Ex31a: 无热晕效应传输 37 gkld}t*U  
    Ex31b: 热晕效应,无动力制冷 37 U_Am Riy  
    Ex31c: 热晕效应,动力制冷和像差 37 g/OL ^A  
    Ex32: 相位共轭镜 37 y5N,~@$r  
    Ex33: 稳定腔 38 xB,(!0{`  
    Ex33a: 半共焦腔 38 =QW:},sp  
    Ex33b: 半共焦腔,1:1内腔望远镜,理想透镜 39 rNeSg=j  
    Ex33c: 半共焦腔,1:1内腔望远镜,透镜组 39 -](3iPy}  
    Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39 8~vE  
    Ex33e1: 相干注入,偏心光输入(1) 40 ux1SQ8C*  
    Ex33e2: 相干注入,偏心光输入(2) 40 rM)-$dZ  
    Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41 ItwJL`  
    Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41 ePe/@g1K*  
    Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41 LAv!s/O$=  
    Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42 7hl,dtn7  
    Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42 6q@VkzF  
    Ex33k: 拓展腔与伪反射 42 #<gD@Jybu  
    Ex33l: 谐振腔耦合 43 TbR!u:J  
    Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45 qm|T<zsDY#  
    Ex34: 单向稳定腔 45 ZvkBF9d  
    Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47 a'YK1QX  
    Ex35a: 分布式传输,孔径划分方法 51 {KM5pK?,BJ  
    Ex35b: 分布式传输,入射光中添加相位光栅 53 _rfGn,@BH  
    Ex35c: 分布式传输,折射面上添加相位光栅 54 <jtu/U]78|  
    Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56 ~19&s~  
    Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56 +{@hD+  
    Ex36: 有限差分传播函数 57 I] 0 D*z  
    Ex36a: FDP与软孔径 58 ,B$m8wlI|  
    Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58 NEcE -7aT  
    Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58 Un{9reX5  
    Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58 {{Z3M>Q  
    Ex37b: 偏振,表面极化效应 60 btv.M  
    Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61 ]B9Ut&mF;  
    Ex37d: 偏振,古斯-汉欣位移(1) 61 V.~C.x  
    Ex37e: 偏振,采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移(2) 61 KmaMS(A(3  
    Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61 Oo8"s+G  
    Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62 w$[ck=  
    Ex38: 剪切干涉仪 ys Td'J  
    62 hT[w" &3  
    Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62 kac]Rh8vO  
    Ex40: 相位共轭,有限相互作用长度 64 ^RE("'+  
    Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64 W,p?}KiO T  
    Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65 pXq5|,aC  
    Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66 =aJb}X  
    Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66 |-.r9;-b  
    Ex45: 环形非稳腔,工作物质具有聚焦性质 66 b%D}mxbS  
    Ex46: 光束整形滤波器 68 A<P rsk!  
    Ex47: 增益片的建模 68 l|'{Cb   
    Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70 ?;?$\ b=  
    Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70 6@cT;=W;xj  
    Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器,单步骤 70 fv?vfI+m  
    Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70 KImazS^  
    Ex47e: 点对点控制增益与饱和,多光束的饱和 70 f)%8*B  
    Ex48: 倍频 70 pTIE.:g(  
    Ex49: 单模的倍频 71 U8icP+Y  
    Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71 i9quP"<9  
    Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71 %Astfn(U{4  
    Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72 o%$'-N  
    Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72 rT{+ h}vO  
    Ex52: 锥像差 72 Tq`rc"&7u  
    Ex53: 厄米高斯函数 74 */E5<DO  
    Ex53a: 厄米高斯多项式 75 Uh8c!CA8:\  
    Ex53b: 径向偏振光的建构,HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75 eBxOa  
    Ex54: 拉盖尔函数 75 w} 1~  
    Ex55: 远场中的散斑效应 75 N!W2O>VS  
    Ex56: F-P腔与相干光注入 75 = , ^eQZR:  
    Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76 y%=t((.Z  
    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 [SX>b"L  
    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 ;&MI M`&$  
    Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76 gQ~X;'  
    Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)(续) 76 {8Uk]   
    Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76 ELqpIXq#  
    Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76 ={gfx;  
    Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77 %W:]OPURK  
    Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度,无吸收情况 79 1*u i|fuK  
    Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度,有吸收情况 79 =}7[ypQM`]  
    Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度,比尔定律与自聚焦 79 ew{(@p+$  
    Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度,吸收、自聚焦、像差 79 n*vzp?+Y  
    Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79 '+*{u]\  
    Ex59a: 焦平面上的球差,有拦光 80 Kzz]ZO*3  
    Ex59b: 焦平面上的球差,无拦光 80 [ #1<W`95  
    Ex59c:  2f透镜,焦平面扫描 80 ";$rcg"%X  
    Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80 J'no{3Kt z  
    Ex60a: 对散焦的简单优化 80 D4e!A@LJ  
    Ex60b: 优化的数值验证,数值目标 81 ^i!6q9<{e  
    Ex60c: 优化的数值验证,阵列目标 81 j65qIw_Z  
    Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化,数值验证 81 A6# 5 z  
    Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化,内置函数 81 cop \o4ia  
    Ex61: 对加速模型评估的优化 82 R@Kzdeo  
    Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82 7"0l>0 \  
    Ex62a: 平面波光栅,小的遮光片的影响 85 N 56/\1R  
    Ex62b: 平面波光栅,第二个光栅的影响 85 ,z+7rl  
    Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85 380M &Guh  
    Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85 eJ O+MurO  
    Ex65: 非相干成像与光学传递函数(OTF) 85 C!Oz'~l  
    Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86 zxffjz,Fe:  
    Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87 k1)=xv#S  
    Ex67a: 六边形透镜阵列 88 x\MzMQ#Bf  
    Ex67b: 矩形透镜阵列 88 }:2GD0Ru  
    Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88 J5 2- qR/  
    Ex67d: 矩形柱透镜 88 vRn"0Mzl8  
    Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88 JXA!l ?%  
    Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88 >p;cbp[ht  
    Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88 `rLy7\@;  
    Ex67h: N×N的激光二极管阵列,高斯型包络面 88 k-N` h  
    Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88 |E#+X  
    Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔,工作波长为1μ 89 lZ![?t}2`  
    Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔,工作波长为100μ 89 >GV = %  
    Ex69: 速率方程与瞬态响应 89 :$J4T;/{  
    Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89 >wOqV!0<  
    Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92 @0{vA\  
    Ex69c: 速率方程与单步骤 92 8Z:T.Gc  
    Ex69d: 半导体增益 92 E+$%88  
    Ex69e: 三能级系统的增益,单一上能级态 93 PH]/*LEj  
    Ex69f: 速率方程的数值举例 93 qZz?i  
    Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93 oYn|>`+6:y  
    Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93 AYnk.H-v  
    Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93 h~R= ?%H[  
    Ex69j: 稳态速率方程的解 93 N=[# "4I  
    Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93 dnW#"  
    Ex70: Udata命令的显示 93 Q"+)xj  
    Ex71: 纹影系统 94 "q,.O5q}Y  
    Ex72: 测试ABCD等价系统 94 -0 o1iU7  
    Ex73: 动态存储测试 95 y.PsC '  
    Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95 U&}v1wdZ3  
    Ex75: 锥面镜 95 4gkaCk{]  
    Ex75a: 无焦锥面镜,左出左回 95 }cPH}[ $zF  
    Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移,左出左回 97 DN%b!K:  
    Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97 }> pNf  
    Ex75d: 无焦锥面镜,位置偏移较大 98 EFqYEDXW  
    Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔 2Sg^SZFH+o  
    。。。。后续还有目录 [zv@}@$  
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