[产品]激光与物理光学-《GLAD典型案例手册》 [复制链接]

前言 }'faf{W  
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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。 #@xB ?u-0q  
ky-nP8L}  
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。 +jK-k_  
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。 2wDDVUwyB  
HTv#2WX  
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。 ~ rQ,%dH  
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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。 H9PnJr8 \  
不当之处，敬请指正！ e(xuy'4r  
KQvSeH>r  
I{r*Y9  
目录 {~uTi>U  
前言 2 vf$IF|  
1、传输中的相位因子与古伊相移 3 #9Jr?K43  
2、带有反射壁的空心波导 7 !_QT{H  
3、二元光学元件建模 14 \gB~0@[\7  
4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21 oP9 y@U  
5、大气像差与自适应光学 26 T1*.3_wtP  
6、热晕效应 29 wwywiFj  
7、部分相干光模拟 34 zA8@'`Id  
8、谐振腔的优化设计 43 -B9e&J {K  
9、共焦非稳腔模拟仿真 47 Kvo&_:  
10、非稳环形腔模拟 53 fU?#^Lg  
11、含有锥形反射镜的谐振腔 58 $A-X3d;'\/  
12、体全息模拟 63 * Ogf6  
13、利用全息图实现加密和解密 68 ;>f\fhi'  
14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75 0 p?AL=  
15、拉曼放大器 80 11YJW-V  
16、瞬态拉曼效应 90 >X eXd{$  
17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97 C}pm>(F~  
18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104 *4Ldh}S!  
19、光学参量振荡器 109 R y#
C#0  
20、激光二极管泵浦的固体激光器 114 _@!vF,Wcf  
21、ZIG-ZAG放大器 122 N0-J=2  
22、多程放大器 133 -{ 1P`&G  
23、调Q激光器 153 @ci..::5  
24、光纤耦合系统仿真 161 fn=A_ i  
25、相干增益模型 169 e\cyiW0  
26、谐振腔往返传输内的采样 181 oKCy,Ot<  
27、光纤激光器 191 ;nP(S`'  
lTP#6zqfv  
GLAD案例索引手册 2dkWzx  
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目录 V){Io_"  
)J> dGIb  
目   录 i $x+7.%1m)~  
)=d)j^t9  
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GLAD软件简介 1 VOM@x%6#c  
Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2 ?z#*eoPr  
Ex1a: 基本输入 2 "q+Z*  
Ex1b: RTF命令文件 3 Vjv6d&Q  
Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4 q%e'WMG~n  
Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5 _^#eO`4"  
Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5 *2->>"kh  
Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6 JJ ?'<)EF  
Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6 $%MgIy  
Ex3: 单位选择 7 1h?ve,$  
Ex4: 变量、表达式和数值面 7 o]Ne|PEpO  
Ex5: 简单透镜与平面镜 7 |cY,@X,X6  
Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8 q
b=2J5su  
Ex7:  mirror/global命令 8 GI/NouaNfm  
Ex8: 圆锥曲面反射镜 11 (k #xF"yI  
Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11 5rB>)p05[  
Ex8b: 离轴单抛物面 12 6h)_{| L)  
Ex8c: 椭圆反射镜 12 X5[vQ3^  
Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12 4Ii5V c  
Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12 P>iZgv  
Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17 hE5?G;  
Ex10: 宏、变量和udata命令 17 ]zaTX?F:  
Ex11: 共焦非稳腔 17 )MF@'zRK  
Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18 <3BGW?=WP  
Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18 3kC|y[.
&  
Ex11c: 发散输出的非稳腔 19 cMZy~>  
Ex11d: 注入相反模式的空腔 19 ;9mRumLG"  
Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20 ah,f~.X_|  
Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20 UHvA43  
Ex13: 相位像差 20 |~ fI=1;;x  
Ex13a: 各种像差的显示 21 ZH;4e<gg  
Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23 ygIn6
.p  
Ex14: 光束拟合 23 3=sBe H
L  
Ex15: 拦光 24 mI,lW|/l,  
Ex16: 光阑与拦光 24 e[u}Vf  
Ex17: 拉曼增益器 25 v
{t pRL0  
Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26 2I_ yUt-  
Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26 <ytzGDx  
Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28 BYEZ[cM  
Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29 2K};-}eW  
Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29 &lSNI5l  
Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30 L7buY(F(  
Ex24: 大气像差与自适应光学 31 r/'!#7dLG-  
Ex24a: 大气像差 32 4h|*r !  
Ex24b: 准直光路中的大气像差 32 gR# k'  
Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32 wB0vpt5f  
Ex25: 地对空激光通讯系统 32 T^|k`  
Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34 eZ(ThA*2=t  
Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34 Dh2Cj-| ~  
Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35 .(q'7Q Z/  
Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35 (Q=o9o:b  
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 4!!PrXE  
Ex28: 相位阵列 35 }6-olVg  
Ex28a: 相位阵列 35 NT5=%X]  
Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35 X;W
0r5T  
Ex29: 带有风切变的大气像差 35 :FI D,  
Ex30: 近场和远场的散斑现象 36 E,.PT^au  
Ex31: 热晕效应 36 1k4\zVgi  
Ex31a: 无热晕效应传输 37 lL:!d.{  
Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37 Itr4Pr  
Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37 bpZA%{GS  
Ex32: 相位共轭镜 37 @a@}xgn{  
Ex33: 稳定腔 38 07:V[@'  
Ex33a: 半共焦腔 38 -V6caVlg  
Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，理想透镜 39 a
UEr& $  
Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39 ?K7uy5Y  
Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39 K0j%\]\Tp  
Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40 z8t;jw  
Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40 JK<[]>O  
Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41 ^@*`vz^_  
Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41 *4%pXm;  
Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41 8b'@_s!_  
Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42 ,M{G X  
Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42 4Z%1eOR9V  
Ex33k: 拓展腔与伪反射 42 bI:W4y>I=  
Ex33l: 谐振腔耦合 43 ;&6 {c  
Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45 %p
 
Ex34: 单向稳定腔 45 5Z_C(5)/Y  
Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47 85G-`T  
Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51 @z ",1^I  
Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53 !hq*WtIk  
Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54 |E?r+]  
Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56 W
/BPf{U  
Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56 ]$L5}pE3  
Ex36: 有限差分传播函数 57 J1I,;WGf  
Ex36a: FDP与软孔径 58 1qNO$M  
Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58 q{9 \hEeb  
Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58 q( ~rk  
Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58 [nig^8  
Ex37b: 偏振，表面极化效应 60 e,}h^^"  
Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61 kHhp;<  
Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61 #'1dCh vZ  
Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61 ;: _K,FU  
Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61 TSewq4`K  
Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62 xkRMg2X.>9  
Ex38: 剪切干涉仪 M#o.O?.`  
62 J78.-J5 j0  
Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62 \:{K",2  
Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64 wO%lM  
Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64 axUj3J>  
Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65 (CIcM3|9C  
Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66 f:+/=MW  
Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66 8_4!Ar>2
 
Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66 .kFO@:  
Ex46: 光束整形滤波器 68 G!$~'o%/  
Ex47: 增益片的建模 68 Z}!'fX."  
Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70 _2G _Io  
Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70 %:`v
.AG  
Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70 =>5Lp  
Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70 rwXpB<@l@  
Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70 `$JvWN,kB  
Ex48: 倍频 70 EP@u4F  
Ex49: 单模的倍频 71 KX9IC5pR  
Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71 $Ah p4oiE  
Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71 :lo5,B;k  
Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72 P _fCb  
Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72 qzNb\y9G  
Ex52: 锥像差 72 /xJD/"Y3&  
Ex53: 厄米高斯函数 74 a~jb%i_  
Ex53a: 厄米高斯多项式 75 #d$zW4ur2  
Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75 M^oL.'  
Ex54: 拉盖尔函数 75 6vbKKn`ST  
Ex55: 远场中的散斑效应 75 (n7xYGfYS  
Ex56: F-P腔与相干光注入 75 N 5Om~D  
Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76 EF:ec9 .  
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 ;]1t|td8  
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 <rgK}&q  
Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76 6agG*
x  
Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76 + GQ{{B  
Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76 z[J=WI  
Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76 xK_UkB-$i  
Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77 V WZpEi  
Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79 ^AU-hVj  
Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79 [ K/l;Zd  
Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79 T2Z$*;,>T  
Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79 ,V 52Fj  
Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79 N}U+K  
Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80 VC/n}7p  
Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80 GYQ:G=  
Ex59c:  2f透镜，焦平面扫描 80 of*T,MUI  
Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80 5B:"$vC{=  
Ex60a: 对散焦的简单优化 80 #sCR}  
Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81 K Ha,6X  
Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81  DlCN  
Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81 1W>/4l  
Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81 K>.}>)0  
Ex61: 对加速模型评估的优化 82 9~Sa7P  
Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82 el5Pe{j'  
Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85 V.`hk^V,  
Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85 Q +l{> sL  
Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85 j7&#R+f  
Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85 )x\%*ewY  
Ex65: 非相干成像与光学传递函数（OTF） 85  m,+PYq  
Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86 E8kD#tL  
Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87 9{fP.ifdv7  
Ex67a: 六边形透镜阵列 88 m33&obSP  
Ex67b: 矩形透镜阵列 88 iSf%N>y'K  
Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88 W gyRK2#!  
Ex67d: 矩形柱透镜 88 d>F7i~W  
Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88 mr}o0@5av  
Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88 KB~[nZs7  
Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88 -'miM ~kG[  
Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88 kXhd]7ru  
Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88 h*;c
"/7  
Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89 '{cND  
Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89 U3Gg:onuE  
Ex69: 速率方程与瞬态响应 89 4`l$0m@>  
Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89 y g(Na  
Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92 g0biw?  
Ex69c: 速率方程与单步骤 92 [p'2#Et  
Ex69d: 半导体增益 92 ]p+KN>1e  
Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93 4ZUtK/i+r  
Ex69f: 速率方程的数值举例 93 oO[eer_S-  
Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93 tBzE(vW  
Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93 _"Y7}A\9  
Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93 `/m]K~~  
Ex69j: 稳态速率方程的解 93
-]KgLgJ  
Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93 PYi<iSr  
Ex70: Udata命令的显示 93 >yn?@ve@  
Ex71: 纹影系统 94 ,Zie2I?q  
Ex72: 测试ABCD等价系统 94 |g{50r'=  
Ex73: 动态存储测试 95 p\_3g!G'  
Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95 hO> q|+mC  
Ex75: 锥面镜 95 ^-?^iWQG  
Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95 |+8rYIms`  
Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97 %9zpPrWF  
Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97 lv]U)p  
Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98 ZJbaioc\  
Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔 5D/Td#T04  
。。。。后续还有目录 4V[(RXc/  
对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系 w;$elXP|  
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