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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 y|dXxd9  
    v wyDY%B"n  
    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。 #~+#72+x7  
    qck/b  
    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 G8vy  
    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。 S8=4C`>jf  
    $"8k|^Z3  
    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。 ` Z/ IW  
    5a ~tp'  
    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。 l(5-Cr  
    不当之处,敬请指正! vxeT[/6i  
    c7F&~RLC  
    ^ ?=K)  
    目录 4BT`|(7  
    前言 2 bIArAS9%  
    1、传输中的相位因子与古伊相移 3 wuzz%9;@B  
    2、带有反射壁的空心波导 7 *r`Yz}  
    3、二元光学元件建模 14 9^^#I ~-  
    4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21 $dP)8_Z2  
    5、大气像差与自适应光学 26 %D r?.e  
    6、热晕效应 29 j0~3[dyqU  
    7、部分相干光模拟 34 ? iX=2-  
    8、谐振腔的优化设计 43 !_9$[Oq~  
    9、共焦非稳腔模拟仿真 47 Uot-@|l  
    10、非稳环形腔模拟 53 -W_s]oBg  
    11、含有锥形反射镜的谐振腔 58  9+QrTO  
    12、体全息模拟 63 { +2cRr.  
    13、利用全息图实现加密和解密 68 tA-B3 ]  
    14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75 9oP{Al  
    15、拉曼放大器 80 skz]@{38  
    16、瞬态拉曼效应 90 D5pF:~tQ(j  
    17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97 !XG&=Rd?  
    18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104 $3'+V_CZ3  
    19、光学参量振荡器 109 u-{l,p_H  
    20、激光二极管泵浦的固体激光器 114 -;\+uV  
    21、ZIG-ZAG放大器 122 @MB _gt)7?  
    22、多程放大器 133 4w( vRe  
    23、调Q激光器 153 pq3  A%|  
    24、光纤耦合系统仿真 161 &=Zg0Q  
    25、相干增益模型 169 U 0RfovJ  
    26、谐振腔往返传输内的采样 181 ?@?a}  
    27、光纤激光器 191 nb_^3K]r  
    S;Z3v)E-f  
    GLAD案例索引手册 cN7z(I0[  
    Qc;[mxQe  
    目录 ig}e@]  
    DBBBpb~~  
    目   录 i LU,"i^T  
    {p|%hhTK%  
    GLAD案例索引手册实物照片
    B  bw1k  
    GLAD软件简介 1 y8vH?^:%<  
    Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2 6b70w @P!  
    Ex1a: 基本输入 2 Ue#yDTjc  
    Ex1b: RTF命令文件 3 q#&#*6 )B  
    Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4 uq4s bkP  
    Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5 4E-A@FR  
    Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5 /iy*3P,`  
    Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6 2 dD<]  
    Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6 AC:s4iacC  
    Ex3: 单位选择 7 ` G=L07  
    Ex4: 变量、表达式和数值面 7 'ZH<g8:=@  
    Ex5: 简单透镜与平面镜 7 GR ?u?-  
    Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8 18"VB50b}  
    Ex7:  mirror/global命令 8 rm=~^eB  
    Ex8: 圆锥曲面反射镜 11 As~p1%nok  
    Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11 mBZ Dl4 '  
    Ex8b: 离轴单抛物面 12 [A9 ,!YY  
    Ex8c: 椭圆反射镜 12 1Bk*G>CX9(  
    Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12 5o| !f  
    Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12 )L<?g !j~  
    Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17 O;0<^M/0G  
    Ex10: 宏、变量和udata命令 17 y)/$ge _U  
    Ex11: 共焦非稳腔 17 ]jVSsSv  
    Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18 mvA xx`jc  
    Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18 bepYeT  
    Ex11c: 发散输出的非稳腔 19 QHzX 5$IM  
    Ex11d: 注入相反模式的空腔 19 k,R~oSA'n  
    Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20 '<D`:srV  
    Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20 nqxq@.L2  
    Ex13: 相位像差 20 )~.&bEm\  
    Ex13a: 各种像差的显示 21 reM  
    Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23 K%c ATA3  
    Ex14: 光束拟合 23 6G<Hi"I  
    Ex15: 拦光 24 i9\\evJs  
    Ex16: 光阑与拦光 24 HCjn9  
    Ex17: 拉曼增益器 25 {?f^  
    Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26 mrhp)yF  
    Ex19: 会聚光束的拉曼过程,简单动力学分步法 26 } C{}oLz  
    Ex20: 利用wave4的拉曼放大,准直光束 28 '^ e/F)0  
    Ex21: 利用wave4的四波混频,准直光几何传输 29 J7?)$,ij%  
    Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29 ]EM)_:tRf  
    Ex23: 利用wave4的四波混频,会聚光束 30 H@2v<e@  
    Ex24: 大气像差与自适应光学 31 IN|i)?r h  
    Ex24a: 大气像差 32 ^Em@6fz[  
    Ex24b: 准直光路中的大气像差 32 bN4&\d*u#  
    Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32 &Ev]x2YC  
    Ex25: 地对空激光通讯系统 32 < k+fKl  
    Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34 2rj/wakd  
    Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34 CS;W)F  
    Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35 QFNz9c  
    Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35 YoF\ MT]W  
    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 h#@4@x{  
    Ex28: 相位阵列 35 XJJ[F|k~  
    Ex28a: 相位阵列 35 nrS[7~  
    Ex28b: 11×11的转向激光阵列,阻尼项控制 35  bL'#  
    Ex29: 带有风切变的大气像差 35 /G)KkBC  
    Ex30: 近场和远场的散斑现象 36 _ 7BF+*T  
    Ex31: 热晕效应 36 X&9^&U=e  
    Ex31a: 无热晕效应传输 37 FU5LY XCs  
    Ex31b: 热晕效应,无动力制冷 37 ?K4.L?D#J  
    Ex31c: 热晕效应,动力制冷和像差 37 ?79SPp)oo  
    Ex32: 相位共轭镜 37 miG; ]-"^  
    Ex33: 稳定腔 38 V<HOSB7  
    Ex33a: 半共焦腔 38 %;<k(5bhGJ  
    Ex33b: 半共焦腔,1:1内腔望远镜,理想透镜 39 ~"JE![XR  
    Ex33c: 半共焦腔,1:1内腔望远镜,透镜组 39 7#Uz*G\iZ  
    Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39 )4!CR/ao  
    Ex33e1: 相干注入,偏心光输入(1) 40 rysP)e  
    Ex33e2: 相干注入,偏心光输入(2) 40 + 9\:$wMN  
    Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41 NoJnchiU  
    Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41 +H[}T ]  
    Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41 Ok}{jwJ%W;  
    Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42 FI?gT  
    Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42 0NCOz(L/  
    Ex33k: 拓展腔与伪反射 42 L876$  
    Ex33l: 谐振腔耦合 43 L9{mYA]q  
    Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45 yD3bl%uZ  
    Ex34: 单向稳定腔 45 tA! M  
    Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47 {k_ PMl0G  
    Ex35a: 分布式传输,孔径划分方法 51 K-2o9No?j`  
    Ex35b: 分布式传输,入射光中添加相位光栅 53 OX)#F'Sl}  
    Ex35c: 分布式传输,折射面上添加相位光栅 54 7m|`tjQ1  
    Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56 L,C? gd@"  
    Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56 Tn4W\?R  
    Ex36: 有限差分传播函数 57 .Bb$j=  
    Ex36a: FDP与软孔径 58 Q$xa  
    Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58 [Krm .)  
    Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58 Qb!!J4| !  
    Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58 7oZ@<QP'  
    Ex37b: 偏振,表面极化效应 60 BKE\SWu  
    Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61 -TzI>Fz  
    Ex37d: 偏振,古斯-汉欣位移(1) 61 RNv{n mf  
    Ex37e: 偏振,采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移(2) 61 bGZ hUEq  
    Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61 !dfS|BA]  
    Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62 *F\T}k7  
    Ex38: 剪切干涉仪 xb4Pt`x)rS  
    62 <Jwi ~I=^  
    Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62 IvEMg2f}  
    Ex40: 相位共轭,有限相互作用长度 64 ]regi- LGU  
    Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64 V*6l6-y~Ih  
    Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65 W<\kf4Y  
    Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66 _7Xd|\Zc  
    Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66 &u+yM D  
    Ex45: 环形非稳腔,工作物质具有聚焦性质 66 :dc"b?Ch  
    Ex46: 光束整形滤波器 68 Q^$ghZ6V  
    Ex47: 增益片的建模 68 QuSV&>T\  
    Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70 BCBEX&0hk{  
    Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70 WW//heJe-  
    Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器,单步骤 70 \p5|}<Sr)  
    Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70 J"%8:pL  
    Ex47e: 点对点控制增益与饱和,多光束的饱和 70 Ef2Y l  
    Ex48: 倍频 70 +<S9E'gT3V  
    Ex49: 单模的倍频 71 -Nsk}Rnk*  
    Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71 =LlLE<X"%x  
    Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71 CTl(_g  
    Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72 qq OxTG]  
    Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72 ooTc/QEYi  
    Ex52: 锥像差 72 `+roQX.p  
    Ex53: 厄米高斯函数 74 /3Jz3  
    Ex53a: 厄米高斯多项式 75 Yuwc$Qp)  
    Ex53b: 径向偏振光的建构,HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75 O4m(Er@a  
    Ex54: 拉盖尔函数 75 @)o0GHNP  
    Ex55: 远场中的散斑效应 75 uzHT.iBn  
    Ex56: F-P腔与相干光注入 75 J6*f Uh  
    Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76 WHp97S'd  
    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 Wt>J`  
    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 j'3j}G%\T  
    Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76 JT4wb]kdV  
    Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)(续) 76 HwB {8S?sm  
    Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76 t:\l&R&  
    Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76 r)gCTV(kb  
    Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77 <v]z6B@9!  
    Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度,无吸收情况 79 uCw>}3  
    Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度,有吸收情况 79 z<a$q3!#  
    Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度,比尔定律与自聚焦 79 i*X{^A73"  
    Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度,吸收、自聚焦、像差 79 /r276Q  
    Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79 wz|DT3"Xs  
    Ex59a: 焦平面上的球差,有拦光 80 '9'l=Sh  
    Ex59b: 焦平面上的球差,无拦光 80 ;xfO16fNk  
    Ex59c:  2f透镜,焦平面扫描 80 3I|O^   
    Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80 {1jpLdCbV^  
    Ex60a: 对散焦的简单优化 80 Y!Drb-U?;  
    Ex60b: 优化的数值验证,数值目标 81 E_~x==cb  
    Ex60c: 优化的数值验证,阵列目标 81 J5;5-:N  
    Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化,数值验证 81 `AR"!X  
    Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化,内置函数 81 yk<VlS  
    Ex61: 对加速模型评估的优化 82 t\zbEN  
    Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82 GMz8B-vk  
    Ex62a: 平面波光栅,小的遮光片的影响 85 "l TZ|k^  
    Ex62b: 平面波光栅,第二个光栅的影响 85 cg,Ua!c  
    Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85 (z/jMMms  
    Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85 {&-#s#&  
    Ex65: 非相干成像与光学传递函数(OTF) 85 fmFzW*,E  
    Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86 $ADPV,*gG  
    Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87 !x7o|l|cP  
    Ex67a: 六边形透镜阵列 88 :/6()_>bO  
    Ex67b: 矩形透镜阵列 88 Axlm<3<wf"  
    Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88 )Ob]T{GY  
    Ex67d: 矩形柱透镜 88 bw9 nB{C<  
    Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88 GzdRG^vN  
    Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88 wFvT0  
    Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88 fp{G|.SA  
    Ex67h: N×N的激光二极管阵列,高斯型包络面 88 *<IR9.~{6%  
    Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88 @T ysXx  
    Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔,工作波长为1μ 89 )|pU.K9qZ  
    Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔,工作波长为100μ 89 {(}yG_Q]!  
    Ex69: 速率方程与瞬态响应 89 G=|70pxU  
    Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89 eRs&iK2y  
    Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92 hk_g2g  
    Ex69c: 速率方程与单步骤 92 Umz05*  
    Ex69d: 半导体增益 92 p>q&&;fe  
    Ex69e: 三能级系统的增益,单一上能级态 93 v5T`K=qC  
    Ex69f: 速率方程的数值举例 93 C',6%6P  
    Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93 3rNc1\a;  
    Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93 hU" F;4p  
    Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93 (9]6bd  
    Ex69j: 稳态速率方程的解 93 *g_w I%l  
    Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93 hsz^rZ  
    Ex70: Udata命令的显示 93  <B )   
    Ex71: 纹影系统 94 89Z#|#uM5  
    Ex72: 测试ABCD等价系统 94 |gv{z"  
    Ex73: 动态存储测试 95 DtI$9`~  
    Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95 u]E.iXp  
    Ex75: 锥面镜 95 pDn&V(  
    Ex75a: 无焦锥面镜,左出左回 95 r P'AJDuq  
    Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移,左出左回 97 tuxRVV8l  
    Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97 BSgTde|3y  
    Ex75d: 无焦锥面镜,位置偏移较大 98 |9IC/C!HC  
    Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔 ?YBaO,G9o  
    。。。。后续还有目录 X?/Lz;,&  
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