[产品]激光与物理光学-《GLAD典型案例手册》 [复制链接]

前言 %K\_gR}V  
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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。 #hH"g  
y9=/kFPRm  
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。 J&@[=zBYw  
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。 A%"mySW  
f]h99T  
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。 E;@`{ v  
",B92[}Ar  
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。 zEl@jK,{$  
不当之处，敬请指正！ $f7#p4;}(  
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/3z  
#W @6@Mv  
目录 vh"zYl`  
前言 2 =4RnXZ[P0  
1、传输中的相位因子与古伊相移 3 {-PD3 [f"  
2、带有反射壁的空心波导 7 W=M]1hy  
3、二元光学元件建模 14 1Yo9Wf;vP  
4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21 2ZNTj u7h  
5、大气像差与自适应光学 26 ^*C8BzcH  
6、热晕效应 29 Ep|W>  
7、部分相干光模拟 34 N32!*TsWs  
8、谐振腔的优化设计 43 HC@E&t  
9、共焦非稳腔模拟仿真 47 j,K]TJ  
10、非稳环形腔模拟 53 w`bojM@e1  
11、含有锥形反射镜的谐振腔 58 21O!CvX  
12、体全息模拟 63 +t({:>E  
13、利用全息图实现加密和解密 68 jqPQ=X  
14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75 2ro4{^(_  
15、拉曼放大器 80 C_rlbl;T  
16、瞬态拉曼效应 90 Du k v[/60  
17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97 V:4]]z L}  
18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104 xL3-(K6e
 
19、光学参量振荡器 109 EJ;:O1,6H  
20、激光二极管泵浦的固体激光器 114 ypM0}pdvTp  
21、ZIG-ZAG放大器 122 lEL&tZ}  
22、多程放大器 133 +!\$SOaR{  
23、调Q激光器 153 IP~*_R"bM  
24、光纤耦合系统仿真 161 hF"yxucj$  
25、相干增益模型 169 _5uzu6:y  
26、谐振腔往返传输内的采样 181 M.O3QKU4  
27、光纤激光器 191 9XImg
eAs  
rK;F]ei  
GLAD案例索引手册 l`G .lM(  
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目录 e|Rd#  
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目   录 i sPuNwVX>}I  
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x9)^0Hbo  
GLAD软件简介 1 Tp2`eY5  
Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2 'te4mY}  
Ex1a: 基本输入 2 ~:~-AXaMT  
Ex1b: RTF命令文件 3 AC;ja$A#  
Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4 T$RVz   
Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5 _]E H~;  
Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5 RoCX*3d  
Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6 Q>]FO  
Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6 _yw]Cacr\  
Ex3: 单位选择 7 
l ?RsXC  
Ex4: 变量、表达式和数值面 7 dr#g[}l'H  
Ex5: 简单透镜与平面镜 7 Z+!._uA  
Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8 \yP\@cpY{  
Ex7:  mirror/global命令 8 x8YuX*/I  
Ex8: 圆锥曲面反射镜 11 @2ZE8O#I  
Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11 >_bH,/D'  
Ex8b: 离轴单抛物面 12 XC"]/y  
Ex8c: 椭圆反射镜 12 MA1.I4dm  
Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12 [(Ss^?AJW  
Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12 #\U;,r  
Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17 p2s*'dab7  
Ex10: 宏、变量和udata命令 17 {,61V;Bpm  
Ex11: 共焦非稳腔 17 'au7rX(  
Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18 rvrv[^a(  
Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18 qP=4D 9 ]  
Ex11c: 发散输出的非稳腔 19 ^GMM%   
Ex11d: 注入相反模式的空腔 19 &o@IMbJ8  
Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20 _P9Th#UAg  
Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20 Y|$3%t  
Ex13: 相位像差 20 R3=PV{`M  
Ex13a: 各种像差的显示 21 y^pzqv  
Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23 #Duz|F+%  
Ex14: 光束拟合 23 }j9V0`Q  
Ex15: 拦光 24 ?[{_*qh  
Ex16: 光阑与拦光 24 =s3
f{0G  
Ex17: 拉曼增益器 25 N6yPuH  
Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26 7J?`gl&C  
Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26 t:|knZq  
Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28 MD`1KC_m  
Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29 Ovu!G q  
Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29 `j+[JMr  
Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30 h~|B/.[R:3  
Ex24: 大气像差与自适应光学 31  zE$KU$  
Ex24a: 大气像差 32 lQ/u#c$n  
Ex24b: 准直光路中的大气像差 32 ^W}(]jL  
Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32 V}de|=  
Ex25: 地对空激光通讯系统 32 o ;nw
;]oR  
Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34 ON"F h'?  
Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34 kaybi 0  
Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35 ["]r=l  
Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35 6XU1w  
Ex27c: 转换镜后面的大气像差与微扰以及自适应光学的影响 35
]7
W!  
Ex28: 相位阵列 35 W
l!|+-  
Ex28a: 相位阵列 35 b|_Pt  
Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35 |cKo#nfzZ  
Ex29: 带有风切变的大气像差 35 x%<oeM3U  
Ex30: 近场和远场的散斑现象 36 *2wFLh  
Ex31: 热晕效应 36 5~ho1Ud  
Ex31a: 无热晕效应传输 37 R Ptc \4  
Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37 k4WUfL d  
Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37 7Uy49cs,  
Ex32: 相位共轭镜 37 dG5p`N%  
Ex33: 稳定腔 38 :v-&}?  
Ex33a: 半共焦腔 38 ME'hN->c  
Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，理想透镜 39 -1^dOG6*  
Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39 jvGGIb"&1  
Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39 "zpc)'$L=  
Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40 M3>c?,O)J  
Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40 i n}N[  
Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41 e6O+hC]:  
Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41 e}V3dC^pU  
Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41 Z.:g8Xl-6  
Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42 f]N.$,:$  
Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42 u/W  
Ex33k: 拓展腔与伪反射 42 <~wr;"S  
Ex33l: 谐振腔耦合 43 j2\B(PA  
Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45 9RzTC  
Ex34: 单向稳定腔 45 %qN_<W&Ze  
Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47 P'wn$WE[n\  
Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51 btb$C  
Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53 k{M4.a[(  
Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54 <K6:"  
Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56 tXZE@JyuC  
Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56 ^o;f~6#17  
Ex36: 有限差分传播函数 57 L?[NXLn+  
Ex36a: FDP与软孔径 58 LI`L!6^l  
Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58 G:u-C<^'  
Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58 3}U {~l!K  
Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58 >b6!*Lrhs  
Ex37b: 偏振，表面极化效应 60 Ab| tE5%  
Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61 TgFj-"L\  
Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61 6 GL.bS  
Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61 bLSZZfq  
Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61 hT c VMc  
Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62 6I5,PB  
Ex38: 剪切干涉仪 *OoM[wEY  
62 @jXdQY%{  
Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62 nu'r`  
Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64 ar+ j`QIe  
Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64 pb>TUKvT&  
Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65 *<.{sx^Gk  
Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66 +>v3&[lGv  
Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66 gd#j{yI/Xf  
Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66 BYhF?  
Ex46: 光束整形滤波器 68 4FWL\;6  
Ex47: 增益片的建模 68 w+,Kpb<x[0  
Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70 7FQ&LF46  
Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70 .?<M$38fv  
Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70 gL)l)}#  
Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70 j<BW/  
Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70 )qyJwN .D  
Ex48: 倍频 70 ef !@|2  
Ex49: 单模的倍频 71 .mr&zq  
Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71 *y6zwe !M  
Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71 [:vH_(|  
Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72 8ClOd<I  
Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72 df85g  
Ex52: 锥像差 72 H K]-QTEn  
Ex53: 厄米高斯函数 74 CtEpS<*c  
Ex53a: 厄米高斯多项式 75 -^R6U~  
Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75 ]npsclvJ  
Ex54: 拉盖尔函数 75 E:_m6 m  
Ex55: 远场中的散斑效应 75 MXVQ90  
Ex56: F-P腔与相干光注入 75 xZMQ+OW2i  
Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76 .el&\Jt  
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 WNO|ziy  
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 -[h2fqu1  
Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76 5c8tH=  
Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76 *h <_gn  
Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76 FrKI=8
 
Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76 w<qn@f  
Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77 PUU "k:{  
Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79 Ht{Q=w/9  
Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79 B4l*]K%  
Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79 Q+i  
Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79 zp4aiMn1F  
Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79 aa-{,X"MF  
Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80 5]c\{G  
Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80 /i[1$/*  
Ex59c:  2f透镜，焦平面扫描 80 >TKl`O  
Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80 t)p. $  
Ex60a: 对散焦的简单优化 80 oJ:\8>)9  
Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81 qcmf*Yl:v  
Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81 x>ZnQ6x~m]  
Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81 hOOkf mOM  
Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81 j\LJ{?;jC  
Ex61: 对加速模型评估的优化 82 # $N)  
Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82 )R+26wZ|n*  
Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85 [iO*t,3@h  
Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85 +o;}*  
Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85 ],W/I
Dv  
Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85 0gIJ&h6*f  
Ex65: 非相干成像与光学传递函数（OTF） 85 ]Yw/}GKB  
Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86 K6z)&<  
Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87 ]%Db%A
 
Ex67a: 六边形透镜阵列 88 ,E._A(Z  
Ex67b: 矩形透镜阵列 88 "p"M9P'  
Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88 3*v&6/K  
Ex67d: 矩形柱透镜 88 E!s?amM4  
Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88
'(6 ^O=  
Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88 Vm"{m/K0  
Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88 3}F{a8iIm  
Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88 VoGyjGt&  
Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88 J ,s9,("  
Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89 r8wip\[  
Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89 I'%\ E,  
Ex69: 速率方程与瞬态响应 89 s(?A=JJ  
Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89 W3gBLotdg  
Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92 `Lr I^9Z  
Ex69c: 速率方程与单步骤 92 R'z -#*[  
Ex69d: 半导体增益 92 E*W|>2nx]  
Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93 'CfM'f3uu  
Ex69f: 速率方程的数值举例 93 &F 3'tf?  
Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93 (+x!wX( x  
Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93 N t-8[J  
Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93 wvnuE<o8  
Ex69j: 稳态速率方程的解 93 .1q4Q\B<  
Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93 M3EB=tU  
Ex70: Udata命令的显示 93 .wPu #*  
Ex71: 纹影系统 94 QcN$TxU>  
Ex72: 测试ABCD等价系统 94 Iq% 0fX  
Ex73: 动态存储测试 95 y88lkV4a  
Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95 0kiV-yc   
Ex75: 锥面镜 95 <uf,@N5m  
Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95 tB<2mjg  
Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97 Ir4M5OR\  
Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97 nuucYm%IF-  
Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98 )*m
#RqLQ8  
Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔 G?e\w+}Pj@  
。。。。后续还有目录 qN@-H6D1=  
对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系 *S?vw'n  
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