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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 Sob $j  
    @??c<]9F  
    GLAD是由美国Applied Optics Research(AOR)公司开发的一款专业的物理光学软件,特别适用于激光领域各种光学现象的仿真和评估!软件的开发者George Lawrence教授长期在光学领域排名NO.1的美国亚利桑那州立大学任教,在物理光学特别是激光领域拥有三十多年的研究经验。目前GLAD软件已经被国内外众多研究机构和公司作为仿真评估工具广泛使用。 2 d>d(^  
    ?|Q5]rhs  
    GLAD使用复振幅来描述光束,采用快速傅里叶变换结合分步傅里叶算法进行传输分析,几乎能对所有类型的激光系统进行分析,或对物理光学系统做完整的端-对-端的分析处理,还囊括各种激光增益模型、数种非线性过程和许多其它的激光及物理光学效应。 !F7EAQn{(  
    GLAD的使用方法为调用内部各类“积木”进行建模、传输和分析。积木的类型包括:用于进行系统和光束初始化的命令;用于表征各类像差和相位屏的命令;用于表征各类传统光学元件的命令;用于表征各类非线性过程的命令;用于表征激光增益介质的命令;用于光束参数诊断的命令;用于计算结果输入、输出的命令等。只要将不同类型的积木有机“组装”起来就可以轻松实现任意光学系统的模拟。 lkSz7dr@  
    Ye\*b? 6  
    GLAD的应用领域包括:(1)包含传统光学元件,如各种透镜、反射镜、棱镜的光学系统的衍射传输分析;(2)光束质量的分析和评价;(3)二元衍射光学元件的分析;(4)各种波导的分析;(5)激光系统的分析:无源腔性能分析,含各类增益介质的有源腔分析;(6)多种非线性过程的模拟。 t_zY0{|P  
    Oc"'ay(g  
    为了使广大有志于采用GLAD进行光学系统设计及仿真的师生及研究人员更加全面地了解GLAD的功能,熟悉GLAD的使用,本书从GLAD的案例手册中精选了二十七个案例进行解读,希望对于各位运用GLAD解决实际问题有所裨益。 Q#J>vwi=  
    不当之处,敬请指正! jOm&yX  
    ;)= zvr17  
    ok\/5oz  
    目录 _ \v@9Q\  
    前言 2 vS J<  
    1、传输中的相位因子与古伊相移 3 -u3SsU)_%N  
    2、带有反射壁的空心波导 7 LjH&f 4mY  
    3、二元光学元件建模 14 @8Q+=abz  
    4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21 jy__Y=1}  
    5、大气像差与自适应光学 26 eJ=Y6;d$  
    6、热晕效应 29 X>@.-{6T  
    7、部分相干光模拟 34 cO=UswIkwO  
    8、谐振腔的优化设计 43 f@;>M9)<  
    9、共焦非稳腔模拟仿真 47 ~Q$c!=   
    10、非稳环形腔模拟 53 |bG[TOa  
    11、含有锥形反射镜的谐振腔 58 Ng_rb KXC#  
    12、体全息模拟 63 6(<~1{ X%  
    13、利用全息图实现加密和解密 68 V=l Q}sBY  
    14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75 ev;5 ?9\E  
    15、拉曼放大器 80 'De'(I  
    16、瞬态拉曼效应 90 wJeqa  
    17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97 {HRxyAI!  
    18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104 *p#YK|  
    19、光学参量振荡器 109 R0YC:rAt  
    20、激光二极管泵浦的固体激光器 114 wkZ2Y-#='  
    21、ZIG-ZAG放大器 122 dV2b)p4J  
    22、多程放大器 133 dS;|Kl[Om  
    23、调Q激光器 153 RP@idz  
    24、光纤耦合系统仿真 161 TNyY60E  
    25、相干增益模型 169 Y^*$PED?  
    26、谐振腔往返传输内的采样 181 ukDH@/  
    27、光纤激光器 191 P #2TM  
    ++{+ #s6  
    GLAD案例索引手册 _9O }d  
    b1>$sPJ+  
    目录 x4m_(CtK  
    Aya;ycsgE  
    目   录 i %wjU^Urya  
    seD+~Y\z  
    GLAD案例索引手册实物照片
    LWb}) #E  
    GLAD软件简介 1 Dgq[g_+l  
    Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2 ,YMdXYu`s  
    Ex1a: 基本输入 2 CIik@O*  
    Ex1b: RTF命令文件 3 !{~7)iq  
    Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4 knK=ENf;e  
    Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5 p_40V%y^  
    Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5 (B/F6 X;o.  
    Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6 f?<M3P  
    Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6 Bzy=@]`  
    Ex3: 单位选择 7 L pi _uK  
    Ex4: 变量、表达式和数值面 7 z#E,96R  
    Ex5: 简单透镜与平面镜 7 O"-PNF,J  
    Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8 em9]WSfZ@`  
    Ex7:  mirror/global命令 8 ?L#SnnE  
    Ex8: 圆锥曲面反射镜 11 z Q|x>3   
    Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11 eNC5' Z  
    Ex8b: 离轴单抛物面 12 (_n8$3T75  
    Ex8c: 椭圆反射镜 12 cSs/XJZ  
    Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12 .HyiPx3^  
    Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12 $Q$d\Yvi  
    Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17 B?YfOSF=5  
    Ex10: 宏、变量和udata命令 17 \ -iUuHP  
    Ex11: 共焦非稳腔 17 5~R{,]52  
    Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18 nu9k{owB T  
    Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18  { e  
    Ex11c: 发散输出的非稳腔 19 !/(}meZj  
    Ex11d: 注入相反模式的空腔 19 2Ku#j ('  
    Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20 |b;M5w?  
    Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20 ];}|h|q/{}  
    Ex13: 相位像差 20 "N/K*  
    Ex13a: 各种像差的显示 21 YIk6:W{  
    Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23 "yq;{AGOGl  
    Ex14: 光束拟合 23 :pjK\  
    Ex15: 拦光 24 z`:^e1vG  
    Ex16: 光阑与拦光 24 wG[l9)lz  
    Ex17: 拉曼增益器 25 KeOBbe  
    Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26 S"A_TH  
    Ex19: 会聚光束的拉曼过程,简单动力学分步法 26 adE0oXQH"  
    Ex20: 利用wave4的拉曼放大,准直光束 28 ,Y5 4(>>%  
    Ex21: 利用wave4的四波混频,准直光几何传输 29 1:s~ ]F@  
    Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29 PWD]qtr  
    Ex23: 利用wave4的四波混频,会聚光束 30 %mv x}xV  
    Ex24: 大气像差与自适应光学 31 k'q !MZU  
    Ex24a: 大气像差 32 L#@$Mtc  
    Ex24b: 准直光路中的大气像差 32 u]-El}*[  
    Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32 Fl>j5[kLZ  
    Ex25: 地对空激光通讯系统 32 $I0a2Z=dP  
    Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34 KQZRzX>0  
    Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34 r$eL-jQmn  
    Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35 yWk:u 5  
    Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35 1;[ <||K  
    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 (9_e >2_  
    Ex28: 相位阵列 35 ^g){)rz|  
    Ex28a: 相位阵列 35 9U1!"/F  
    Ex28b: 11×11的转向激光阵列,阻尼项控制 35 2}\sj'0&  
    Ex29: 带有风切变的大气像差 35 kRa$jD^?  
    Ex30: 近场和远场的散斑现象 36 I%*Z j,>  
    Ex31: 热晕效应 36 p 8Hv7*  
    Ex31a: 无热晕效应传输 37 +Ws}a  
    Ex31b: 热晕效应,无动力制冷 37 l>P~M50D?{  
    Ex31c: 热晕效应,动力制冷和像差 37 Jpnp'  
    Ex32: 相位共轭镜 37 DYk->)   
    Ex33: 稳定腔 38 iZ;jn8  
    Ex33a: 半共焦腔 38 (X'K)*G#  
    Ex33b: 半共焦腔,1:1内腔望远镜,理想透镜 39 =,Um;hU3r  
    Ex33c: 半共焦腔,1:1内腔望远镜,透镜组 39 JkEQ@x  
    Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39 ",GC\#^v  
    Ex33e1: 相干注入,偏心光输入(1) 40  ]= D  
    Ex33e2: 相干注入,偏心光输入(2) 40 ATewdq[C  
    Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41 E0Xu9IW/A  
    Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41 a' fb0fz  
    Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41 52Ffle8  
    Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42 OU=IV;V{  
    Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42 n!orM5=:O  
    Ex33k: 拓展腔与伪反射 42 >%A=b}VS  
    Ex33l: 谐振腔耦合 43 C>-"*Lt  
    Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45 Ps,w(k{d  
    Ex34: 单向稳定腔 45 ViONG]F  
    Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47 uty]-k   
    Ex35a: 分布式传输,孔径划分方法 51 ht!:e>z&4  
    Ex35b: 分布式传输,入射光中添加相位光栅 53 Ok"wec+,  
    Ex35c: 分布式传输,折射面上添加相位光栅 54 cl8Mv  
    Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56 7cSvAX0Z.  
    Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56 :P'5_YSi  
    Ex36: 有限差分传播函数 57 TJa%zi  
    Ex36a: FDP与软孔径 58 h 'CLf]  
    Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58 .^W0;ISX  
    Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58 05DtU!3O  
    Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58 )2\a5iH  
    Ex37b: 偏振,表面极化效应 60 +o5rR|)M+  
    Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61 I*t}gvUt9  
    Ex37d: 偏振,古斯-汉欣位移(1) 61 artS*fv3r  
    Ex37e: 偏振,采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移(2) 61 0(.C f.B~  
    Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61 I!%@|[ Ow  
    Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62 8;bOw  
    Ex38: 剪切干涉仪 hD=D5LYAZ  
    62 |LhuZ_;1xo  
    Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62 3 g!h4?^  
    Ex40: 相位共轭,有限相互作用长度 64 \8H"lcj:  
    Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64 ;!Mg,jlQ  
    Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65 Z.:A26  
    Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66 9EQ,|zf'  
    Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66 <]J5AdJ  
    Ex45: 环形非稳腔,工作物质具有聚焦性质 66 ,s<d"]<  
    Ex46: 光束整形滤波器 68 ttOsL')|  
    Ex47: 增益片的建模 68 Z r*ytbt  
    Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70 .4-S|]/d,  
    Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70 EyiM`)!5  
    Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器,单步骤 70 7X"cu6%\  
    Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70 ng\S%nA&J  
    Ex47e: 点对点控制增益与饱和,多光束的饱和 70 kSrzIq<xre  
    Ex48: 倍频 70 HkCme_y"  
    Ex49: 单模的倍频 71 jk?(W2c#{  
    Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71 T!AQJ:;1  
    Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71 m[rJFSpef  
    Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72 /_HL&|N_5  
    Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72 +z_0?x  
    Ex52: 锥像差 72 fz\Az-  
    Ex53: 厄米高斯函数 74 bEJZh%j!  
    Ex53a: 厄米高斯多项式 75 R2{X? 2|$  
    Ex53b: 径向偏振光的建构,HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75 ~M=`f{-$K  
    Ex54: 拉盖尔函数 75 W@LR!EW)  
    Ex55: 远场中的散斑效应 75 (TsgVq]L  
    Ex56: F-P腔与相干光注入 75 #-O4x`W>  
    Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76 TW$^]u~v  
    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 q Sah_N  
    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 n1V*VQV  
    Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76 _,QUH"  
    Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)(续) 76 ^  +G> N  
    Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76 ) eV]M~K:  
    Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76 GWsFW[T?~  
    Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77 1U!CD-%(  
    Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度,无吸收情况 79 !cZIoz  
    Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度,有吸收情况 79 2TO1i0  
    Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度,比尔定律与自聚焦 79 Y-9F*8<  
    Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度,吸收、自聚焦、像差 79 Ex{]<6UAu  
    Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79 #';r 0?|  
    Ex59a: 焦平面上的球差,有拦光 80 /nNHI34  
    Ex59b: 焦平面上的球差,无拦光 80 iW)Ou?aS  
    Ex59c:  2f透镜,焦平面扫描 80 ?UzHQr  
    Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80 7UiU3SUcg  
    Ex60a: 对散焦的简单优化 80 qIl@,8T  
    Ex60b: 优化的数值验证,数值目标 81 m"5gzH  
    Ex60c: 优化的数值验证,阵列目标 81 >jIc/yEYKI  
    Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化,数值验证 81 NUseYU``  
    Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化,内置函数 81 lH 8?IkK,g  
    Ex61: 对加速模型评估的优化 82 0n%`Xb0q  
    Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82 ^B7Aam  
    Ex62a: 平面波光栅,小的遮光片的影响 85 78kk"9h'  
    Ex62b: 平面波光栅,第二个光栅的影响 85 aE}u5L$#  
    Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85 TqC"lO>:Q  
    Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85 E^G=  
    Ex65: 非相干成像与光学传递函数(OTF) 85 Zv_<*uzKZ  
    Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86 f#?R!pR  
    Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87 DuaOi1Gw  
    Ex67a: 六边形透镜阵列 88 +Aq}BjD#  
    Ex67b: 矩形透镜阵列 88 ;NEHbLH#F  
    Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88 2zAS \Y  
    Ex67d: 矩形柱透镜 88 QH eUpJ/^  
    Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88 kE1u-EA  
    Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88 mi+I)b=  
    Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88 $t^`Pt*:u  
    Ex67h: N×N的激光二极管阵列,高斯型包络面 88 L=>N#QR7  
    Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88 Ag-*DH0  
    Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔,工作波长为1μ 89 H"sey +-  
    Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔,工作波长为100μ 89 &j$k58mX  
    Ex69: 速率方程与瞬态响应 89 q>?oV(sF  
    Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89 i=+ "[h^  
    Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92 59|Tmf(dS;  
    Ex69c: 速率方程与单步骤 92 IcN|e4t^J+  
    Ex69d: 半导体增益 92 8Vp"}(Q  
    Ex69e: 三能级系统的增益,单一上能级态 93 I#0$5a},u^  
    Ex69f: 速率方程的数值举例 93 iqpy5  
    Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93 hhpH)Bi=  
    Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93 4r %NtXAa  
    Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93 F C"dQ  
    Ex69j: 稳态速率方程的解 93 sBh|y F,  
    Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93 aV1(DZ83  
    Ex70: Udata命令的显示 93 :%{8lanO  
    Ex71: 纹影系统 94 16AYB17  
    Ex72: 测试ABCD等价系统 94 q~lmOT~E  
    Ex73: 动态存储测试 95 3OTSLF/  
    Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95 6<2 7}S  
    Ex75: 锥面镜 95 y37@4p^@9  
    Ex75a: 无焦锥面镜,左出左回 95 2Tp.S3  
    Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移,左出左回 97 F"_SCA?9?  
    Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97 ~FJd{$2x`  
    Ex75d: 无焦锥面镜,位置偏移较大 98 (RQ kwu/  
    Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔 Vki3D'.7N  
    。。。。后续还有目录 Gg_i:4F  
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