[产品]激光与物理光学-《GLAD典型案例手册》 [复制链接]

前言 KM EXT$p  
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GLAD是由美国Applied Optics Research（AOR）公司开发的一款专业的物理光学软件，特别适用于激光领域各种光学现象的仿真和评估！软件的开发者George Lawrence教授长期在光学领域排名NO.1的美国亚利桑那州立大学任教，在物理光学特别是激光领域拥有三十多年的研究经验。目前GLAD软件已经被国内外众多研究机构和公司作为仿真评估工具广泛使用。
l; */M.B  
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GLAD使用复振幅来描述光束，采用快速傅里叶变换结合分步傅里叶算法进行传输分析，几乎能对所有类型的激光系统进行分析，或对物理光学系统做完整的端-对-端的分析处理，还囊括各种激光增益模型、数种非线性过程和许多其它的激光及物理光学效应。 x[Hhj'  
GLAD的使用方法为调用内部各类“积木”进行建模、传输和分析。积木的类型包括：用于进行系统和光束初始化的命令；用于表征各类像差和相位屏的命令；用于表征各类传统光学元件的命令；用于表征各类非线性过程的命令；用于表征激光增益介质的命令；用于光束参数诊断的命令；用于计算结果输入、输出的命令等。只要将不同类型的积木有机“组装”起来就可以轻松实现任意光学系统的模拟。 xvHOY:  
p+!f(H  
GLAD的应用领域包括：（1）包含传统光学元件，如各种透镜、反射镜、棱镜的光学系统的衍射传输分析；（2）光束质量的分析和评价；（3）二元衍射光学元件的分析；（4）各种波导的分析；（5）激光系统的分析：无源腔性能分析，含各类增益介质的有源腔分析；（6）多种非线性过程的模拟。 /^NJ)9IB  
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为了使广大有志于采用GLAD进行光学系统设计及仿真的师生及研究人员更加全面地了解GLAD的功能，熟悉GLAD的使用，本书从GLAD的案例手册中精选了二十七个案例进行解读，希望对于各位运用GLAD解决实际问题有所裨益。 =:kiSrBS3t  
不当之处，敬请指正！ *-+C<2"  
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目录 s-fKh`  
前言 2 wbo{JQ  
1、传输中的相位因子与古伊相移 3 |YJ$c@  
2、带有反射壁的空心波导 7 0,+EV,  
3、二元光学元件建模 14 tvv[$b&  
4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21 _3*: y/M_  
5、大气像差与自适应光学 26 wrhBH;3  
6、热晕效应 29 T<!\B]  
7、部分相干光模拟 34 Ug%
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b  
8、谐振腔的优化设计 43 nqBG]y aI  
9、共焦非稳腔模拟仿真 47 Au~+Zz|mQ  
10、非稳环形腔模拟 53 +0
pgq (  
11、含有锥形反射镜的谐振腔 58 j'#)~>b  
12、体全息模拟 63 ?L`MFR  
13、利用全息图实现加密和解密 68 oD Q9.t  
14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75 ,M| QN*  
15、拉曼放大器 80 D:+)uX}MOf  
16、瞬态拉曼效应 90 W` WLW8Qsw  
17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97 <|ka{=T  
18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104 ]:[)KZ~  
19、光学参量振荡器 109 F0X5dv  
20、激光二极管泵浦的固体激光器 114 [P(rY  
21、ZIG-ZAG放大器 122 Vf@S8H  
22、多程放大器 133 B:B0p+$I  
23、调Q激光器 153 R?1i
dl)  
24、光纤耦合系统仿真 161 ~NTDG  
25、相干增益模型 169 {Q}!NkF1  
26、谐振腔往返传输内的采样 181 _Ac/ir[,:  
27、光纤激光器 191 ubiQ8Bx  
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GLAD案例索引手册 FF5tPHB  
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目录 <L[T'ZE+  
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目   录 i y
aCd4KP  
v4nvZ6  
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GLAD软件简介 1 3tJ=d'U  
Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2 &<\4q  
Ex1a: 基本输入 2 9Ba%=  
Ex1b: RTF命令文件 3 ~N)( ^ 4  
Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4 OqAh4qa,$  
Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5 My'9S2Y8nv  
Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5 FN{H\W1cf  
Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6 E#IiyZ  
Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6 <(u3+`f1s  
Ex3: 单位选择 7 1R^XWAb  
Ex4: 变量、表达式和数值面 7 ~z-?rW  
Ex5: 简单透镜与平面镜 7 +xoyKP!  
Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8 \}]=?}(  
Ex7:  mirror/global命令 8 60
Xl.  
Ex8: 圆锥曲面反射镜 11 FF~on06!   
Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11 y\r^\ S9%  
Ex8b: 离轴单抛物面 12 p 02nd.R6  
Ex8c: 椭圆反射镜 12 (1saof*p%  
Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12 o>/uW8  
Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12 /6i Tq^.%  
Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17 MbT ONt?~v  
Ex10: 宏、变量和udata命令 17 KNO*)\
  
Ex11: 共焦非稳腔 17 +R{A'Yl[(  
Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18 v%69]a-T  
Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18 bv:0EdVr  
Ex11c: 发散输出的非稳腔 19 ;L\!g%a  
Ex11d: 注入相反模式的空腔 19 !9ceCnwbNN  
Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20 S\yu%=h  
Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20 >uP{9kDm  
Ex13: 相位像差 20 )zk?yY6  
Ex13a: 各种像差的显示 21 *Dd(+NI  
Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23 [FeJ8P>z  
Ex14: 光束拟合 23 #Of<1  
Ex15: 拦光 24 o}r!qL
0c  
Ex16: 光阑与拦光 24 di)noQXkB-  
Ex17: 拉曼增益器 25 b7>-aem@I  
Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26 JWUv H  
Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26 ur~Tql  
Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28 W_e-7=6  
Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29 f//j{P[  
Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29 flm,r<*}  
Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30 ZPxOds1m  
Ex24: 大气像差与自适应光学 31 ~]6Oz;~<3  
Ex24a: 大气像差 32 U:etcnb4w>  
Ex24b: 准直光路中的大气像差 32 ]`CKQ> o  
Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32 5sA>O2Rt>  
Ex25: 地对空激光通讯系统 32 I49=ozPP  
Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34 g#9*bF  
Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34 Wj  
Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35 L&3Ar'  
Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35 n'x`oI)-  
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 7DHT)9lD/  
Ex28: 相位阵列 35 zn?a|kt  
Ex28a: 相位阵列 35 ] fwTi(4y  
Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35 ')yF0  
Ex29: 带有风切变的大气像差 35 W:;`  
Ex30: 近场和远场的散斑现象 36 F_M~!]<na  
Ex31: 热晕效应 36 JUaKj@a|  
Ex31a: 无热晕效应传输 37 nfd?@34"A2  
Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37 ,pGCgOG#}c  
Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37 )n3biQL_  
Ex32: 相位共轭镜 37 fDm}J  
Ex33: 稳定腔 38 B 3,ig9  
Ex33a: 半共焦腔 38 _+R_ms  
Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，理想透镜 39 ?[L0LL?ce  
Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39 {ZBb.$}RC  
Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39 zvQ^f@lq2  
Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40 {*5;:QnT  
Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40 Tr}$Pb1  
Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41 MRl*rK  
Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41 At^DY!3vx  
Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41 *{D:1S
  
Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42 s_Ge22BZ  
Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42 w3]0 !)t1  
Ex33k: 拓展腔与伪反射 42 Ph7(JV{  
Ex33l: 谐振腔耦合 43 T$8$9D_u  
Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45 ~1wdAq`'a  
Ex34: 单向稳定腔 45 2dV\=vd  
Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47 \SHD  
Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51 n9-q5X^e>  
Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53 w]+BBGYQKb  
Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54 ;6&=]I  
Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56 OD@@O9  
Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56 iR}i42Cu  
Ex36: 有限差分传播函数 57 ,ex(pmZ;  
Ex36a: FDP与软孔径 58 E*!zJ,@8  
Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58 ZZ.0'   
Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58 s%TO(vT  
Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58 +/_B/[e<>  
Ex37b: 偏振，表面极化效应 60 /o06hy  
Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61 g9r5t';  
Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61 {]_{BcK+  
Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61 yfw>y=/p  
Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61 .]P;fCQmM  
Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62 S bqM=I+  
Ex38: 剪切干涉仪 Jv{"R!e"P  
62 "j@IRuH  
Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62 .Mft+,"  
Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64 Z_4H2HseL  
Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64 Go+,jT-  
Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65 $^+K
R]\q  
Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66 i\R\bv[9  
Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66 2.L6]^N p(  
Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66 &u`rE""  
Ex46: 光束整形滤波器 68 hu*>B  
Ex47: 增益片的建模 68 X|n[9h:%  
Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70 GHsdLe=t0#  
Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70 0-MasI&b  
Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70 h*X%:UbW  
Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70 MUt^mu$86  
Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70 wbF1>{/
"  
Ex48: 倍频 70 rxK[CDM,  
Ex49: 单模的倍频 71 kE(-vE9  
Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71 i^V4N4ux]  
Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71 hs#s $})}Z  
Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72 LVcy.kU@]  
Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72 $8ww]}K  
Ex52: 锥像差 72 iqKfMoy5  
Ex53: 厄米高斯函数 74 cW|Zgz8vv  
Ex53a: 厄米高斯多项式 75 g8qAJ4  
Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75 w0%ex#lkm  
Ex54: 拉盖尔函数 75 \U =>  
Ex55: 远场中的散斑效应 75 8_,wOkk_B  
Ex56: F-P腔与相干光注入 75 3'@jRK  
Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76 ghd[G}  
Ex56b: 在古伊相位附近对注入信号光进行扫面，峰值出现在140° 76 .$}zw|,q  
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 QR"O)lP  
Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76 ump:dL5{  
Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76 XK9*,WA9r  
Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76 ia.B@u1/  
Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76 +#"Ic:  
Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77 *wZV*)}  
Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79 u2m{Y
x|  
Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79 2 ]6u Be  
Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79 `,]PM)iC  
Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79 7Z:l;%]K  
Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79 #UnO~IE.m$  
Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80 _I"<?sh3  
Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80 ~5qZs"ks  
Ex59c:  2f透镜，焦平面扫描 80 :qKY@-t7H  
Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80 ZaV66Y>  
Ex60a: 对散焦的简单优化 80 [?o vJ  
Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81 gK_[3FiKt  
Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81 FNRE_83  
Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81 y/*Tvb #TJ  
Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81 HQj4h]O#
 
Ex61: 对加速模型评估的优化 82 l{x#*~ga  
Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82 v8(u9V%?6  
Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85 }(IDPa
J  
Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85 z`{zqP:  
Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85 wq`Kyhk  
Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85 exU=!3Ji  
Ex65: 非相干成像与光学传递函数（OTF） 85 (w  
Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86 tl
#s:  
Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87 [4yQbqe;  
Ex67a: 六边形透镜阵列 88 Yzx0[_'u  
Ex67b: 矩形透镜阵列 88 /3%xQK>%  
Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88 | (9FV^_  
Ex67d: 矩形柱透镜 88 AsF`A"Cdw<  
Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88 $6%;mep  
Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88 I`>%2mP[C  
Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88 '
UCx^-  
Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88 JU+'UK630  
Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88 "<R 2oo)^  
Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89 ai9,4  
Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89 3`8xh9O  
Ex69: 速率方程与瞬态响应 89 1caod0gor  
Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89 PX/0  jv  
Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92 -{mq\GvGn  
Ex69c: 速率方程与单步骤 92 _ 9]3S>Rn  
Ex69d: 半导体增益 92 7OHw/-j\  
Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93 Qn&^.e9I  
Ex69f: 速率方程的数值举例 93 J, >PLQAa  
Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93 =i %w_e  
Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93 8Y'"=!3  
Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93 a$&6a   
Ex69j: 稳态速率方程的解 93 k;X1x65uP  
Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93 H43
D=N&  
Ex70: Udata命令的显示 93 >?FCv7qN  
Ex71: 纹影系统 94 (fb\A6  
Ex72: 测试ABCD等价系统 94 d'D\#+%>=  
Ex73: 动态存储测试 95 {627*6,  
Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95 rJj~cPwL"  
Ex75: 锥面镜 95 vH8%a8V  
Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95 !qv;F?2 <g  
Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97 ( "z;Q?(  
Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97 z*1K<w8  
Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98 w+P^c|  
Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔 T+!kRigN~P  
。。。。后续还有目录 ?QVI'R:Z
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对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系 pSUp"wch  
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