[产品]激光与物理光学-《GLAD典型案例手册》 [复制链接]

前言 |=;hQ2HyF  
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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。 /+*"*Br/  
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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。 kjYM&q  
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。  7)2K6<q  

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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。 /A{ Zf'DI  
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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。 "2mPWRItO  
不当之处，敬请指正！ {/QVs?d  
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f.w",S^  
目录
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前言 2 -,8LL@_  
1、传输中的相位因子与古伊相移 3 o/N!l]r  
2、带有反射壁的空心波导 7 P&0eu  
3、二元光学元件建模 14 Vk{
;g  
4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21 @R&d<^I&M  
5、大气像差与自适应光学 26 %]+R>+  
6、热晕效应 29 ceUe*}\cr  
7、部分相干光模拟 34 n&
[CTOV  
8、谐振腔的优化设计 43 01r%K@ xX\  
9、共焦非稳腔模拟仿真 47 [=K lDfU=  
10、非稳环形腔模拟 53 &M13F>!  
11、含有锥形反射镜的谐振腔 58 C]

!2  
12、体全息模拟 63 Im;%.J  
13、利用全息图实现加密和解密 68 }$_@yt<{W@  
14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75 NW1Jr/  
15、拉曼放大器 80 ovKM;cRs/  
16、瞬态拉曼效应 90 <YyE1|  
17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97 wv9HiHz8gD  
18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104 7P1Pk?pxy  
19、光学参量振荡器 109 Qu|CXUk  
20、激光二极管泵浦的固体激光器 114 ) H,Xkex  
21、ZIG-ZAG放大器 122 V,-we|"  
22、多程放大器 133 ZDW9H6ux  
23、调Q激光器 153 g*YDgY  
24、光纤耦合系统仿真 161 }Ulxt:}   
25、相干增益模型 169 :8`A  
26、谐振腔往返传输内的采样 181 1'&.6{)P  
27、光纤激光器 191 0:V/z3?  
W %*#rcdq  
GLAD案例索引手册 }a;xs};X;  
@f-:C+(Nsg  
目录 Ll]5u~  
neFwxS?  
目   录 i zxn|]PbS  
*L^W[o  
rI>x'0Go*  
GLAD软件简介 1 $yx\2  
Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2 eIvZhi  
Ex1a: 基本输入 2 Rzd`MIHDp  
Ex1b: RTF命令文件 3 %n|  
Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4 w~@"r#-  
Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5 |0[Buh[_:c  
Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5 ${T/b(NM  
Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6 h4]^~stI  
Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6 `\( ?^]WLa  
Ex3: 单位选择 7 2F2Hl  
Ex4: 变量、表达式和数值面 7 cQEUHhRg!  
Ex5: 简单透镜与平面镜 7 !+SL=xy!{  
Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8 RRja{*R  
Ex7:  mirror/global命令 8 L"b&O<No  
Ex8: 圆锥曲面反射镜 11 0x<ASfka  
Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11 {T8;-H0H  
Ex8b: 离轴单抛物面 12 I# tlaz#  
Ex8c: 椭圆反射镜 12 z|>TkCW6  
Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12 "W(D0oy  
Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12 h`6 (Oo|  
Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17 JvO1tA]ij  
Ex10: 宏、变量和udata命令 17 `0Udg,KOs  
Ex11: 共焦非稳腔 17 V#Wy` ce  
Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18 v6 5C j2ec  
Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18 9VW/Af  
Ex11c: 发散输出的非稳腔 19 e* [wF}))  
Ex11d: 注入相反模式的空腔 19 BdD]HXB|_  
Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20
:Q`Of}#  
Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20 T
nQ>v{Rx  
Ex13: 相位像差 20 i%o%bib#  
Ex13a: 各种像差的显示 21 H@(O{ 9Yl;  
Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23 QATRrIj{e  
Ex14: 光束拟合 23 > 'R{,1# U  
Ex15: 拦光 24 j-9)Sijj{  
Ex16: 光阑与拦光 24 naR<  
Ex17: 拉曼增益器 25 &@6xu{o  
Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26 HR-'8?)R.A  
Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26 hNXZL>6  
Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28 JRB6T_U  
Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29 sTd@/>S?p  
Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29 L-Q8iFW'  
Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30 ?-j/X6(\(  
Ex24: 大气像差与自适应光学 31 `"=Hk@E  
Ex24a: 大气像差 32 7{<v$g$  
Ex24b: 准直光路中的大气像差 32 <{W{ Y\_A>  
Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32 Z#}sK5s  
Ex25: 地对空激光通讯系统 32 j/aJDE(+  
Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34 0h1u W26^  
Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34 2WS*c7Ct  
Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35 M+:5gMB'  
Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35 J'2 Yrn  
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 &>AwG4HW#j  
Ex28: 相位阵列 35 I7_lKr3  
Ex28a: 相位阵列 35 J=-z~\f56  
Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35 !/,oQoG  
Ex29: 带有风切变的大气像差 35 \lg ^rfj  
Ex30: 近场和远场的散斑现象 36 -Mr_Ao`E  
Ex31: 热晕效应 36 Mst%]@TG  
Ex31a: 无热晕效应传输 37 P7w RX F{  
Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37 P6_Hz!vE  
Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37 frcX'M}%  
Ex32: 相位共轭镜 37 -L/%2 X  
Ex33: 稳定腔 38 N7s0Ua'-v  
Ex33a: 半共焦腔 38 IFBt#]l0  
Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，理想透镜 39 6 ZRc|ZQ  
Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39 `i.fm1I]  
Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39 eZ:iW#YF  
Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40 p l^;'|=M  
Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40 `!cdxKLR  
Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41 d*|RFU  
Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41 y CHOg  
Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41 K{d3)lVYCS  
Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42 C rR/  
Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42 S }`f&  
Ex33k: 拓展腔与伪反射 42 "&H'?N%9Up  
Ex33l: 谐振腔耦合 43 q
oZi1,i'  
Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45 X QLP|v;"  
Ex34: 单向稳定腔 45 yhgGvyD
 
Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47 P DY :?/  
Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51 uNI&U7_"  
Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53 |]<#![!h
#  
Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54 s=)W  
Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56 P?q HzNGi7  
Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56 3chx4  
Ex36: 有限差分传播函数 57 WT\wV\Pu  
Ex36a: FDP与软孔径 58 oQ,n?on  
Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58 B{\Y~>]Pj  
Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58 2K_ QZ  
Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58 >h%>s4W  
Ex37b: 偏振，表面极化效应 60 z$1|D{  
Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61 #jBmWaP.  
Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61 <U$YJtE
K  
Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61  @N '_qu  
Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61 8{0XqE~ix=  
Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62 8qkQ*uJP  
Ex38: 剪切干涉仪 h<LS`$PK;E  
62 @"s<0T^H  
Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62 %qcCv9  
Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64 #CLjQJ  
Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64 g<;pyvq|:  
Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65 *JImP9SE  
Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66 3]1 !g6  
Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66 +E9G"Z65iP  
Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66 W'9{2h6u(  
Ex46: 光束整形滤波器 68 Oa:C'M b  
Ex47: 增益片的建模 68  gwIR3u  
Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70 ]?_~QE`  
Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70 #NyO'  
Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70 \ o2oQ3  
Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70 kj2qX9Ms  
Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70 KRGj6g+  
Ex48: 倍频 70 ZzK^bNx)0  
Ex49: 单模的倍频 71 $

|Ol?s  
Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71 Wj3i*x$  
Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71 QN;5+p
[N  
Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72 >7@,,~3  
Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72 VS4Glx73  
Ex52: 锥像差 72 Ib{#dhV  
Ex53: 厄米高斯函数 74 CV HKP[-  
Ex53a: 厄米高斯多项式 75 mKTF@DED  
Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75 (ID%U  
Ex54: 拉盖尔函数 75 gHh(QRA  
Ex55: 远场中的散斑效应 75 R-$w*=Y  
Ex56: F-P腔与相干光注入 75 G "+[@|  
Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76 tWl')^  
Ex56b: 在古伊相位附近对注入信号光进行扫面，峰值出现在140° 76 5f_x.~ymA  
Ex56c: 通过正交化确定损耗第二小的模式的古伊相位及其建立过程 76 ~c&sr5E  
Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76 r[):'ys,C  
Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76 q/w5Dx|:  
Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76 5G6 Pp7[  
Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76 uUS~"\`fk  
Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77 CC@U'9]bH  
Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79 3W ]zLUn  
Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79 5fs,UH  
Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79 noaR3)  
Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79 }x$@
j  
Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79 VQf^yq  
Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80 p".wqg*W  
Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80 vC&0UNe$  
Ex59c:  2f透镜，焦平面扫描 80 lNc0znY  
Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80 h('5x,G%  
Ex60a: 对散焦的简单优化 80 RJ3uu NK7  
Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81 | J'k9W"  
Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81 ,c&t#mu*0  
Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81 >&>EjK4?  
Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81 p4O[X\T  
Ex61: 对加速模型评估的优化 82 <%^WZ:c  
Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82 |,KsJ2hD  
Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85 0 -M i q  
Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85 vp&.  
Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85 Qu/f>tJN;  
Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85 u*qI$?&  
Ex65: 非相干成像与光学传递函数（OTF） 85 @)MG&X  
Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86 A'}!'1
  
Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87 }X])05
5S  
Ex67a: 六边形透镜阵列 88 2T%sHp~qt  
Ex67b: 矩形透镜阵列 88 H!FaI(YZl  
Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88 f3vl=EA4|  
Ex67d: 矩形柱透镜 88 vx6lud0k}  
Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88 a{^2c!  
Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88 &RuTq6)r  
Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88 TqS s*as5
 
Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88 08AD~^^  
Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88 TSJeS`I  
Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89 (!m6>m2  
Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89 US's`Ehx  
Ex69: 速率方程与瞬态响应 89 }#~E-N3x  
Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89 3GL?&(eU;  
Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92 t

pzh  
Ex69c: 速率方程与单步骤 92 %c$|.TkX  
Ex69d: 半导体增益 92 *\+oe+3  
Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93
LO%e1y  
Ex69f: 速率方程的数值举例 93 1W.oRD&8j/  
Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93 >sAaLR4  
Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93 8t< X  
Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93 M4;M.zxJv  
Ex69j: 稳态速率方程的解 93 (,mV6U%  
Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93 qb=%W  
Ex70: Udata命令的显示 93 s7jNRY V  
Ex71: 纹影系统 94 iVVR$uzhH  
Ex72: 测试ABCD等价系统 94 ?|NsaW  
Ex73: 动态存储测试 95 [#X}(  
Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95 ',|OoxhbK  
Ex75: 锥面镜 95 04-@c  
Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95 xz}CqPJ#  
Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97 4!3<[J;N;  
Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97 ]4')H;'y  
Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98 N*PJ m6-  
Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔 W4#DeT  
。。。。后续还有目录 h1B_*L   
对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系  D5Jg(-  
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