[产品]激光与物理光学-《GLAD典型案例手册》 [复制链接]

前言 Vsr"W@k_  
f2u4*X E\  
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。 X?o6=)SC|  
:7~DiH:
Q  
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。 ?&!e f{  
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。 Pkv+^[(4  
Mm;[f'{M)  
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。 "B>8on8O  
L+~XW'P?  
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。 U/-k'6=M  
不当之处，敬请指正！ "RTv[n!  
45k.U$<|  
UF$O@l  
目录 -]t>'Q?  
前言 2 a(kY,<}  
1、传输中的相位因子与古伊相移 3 EQ.K+d*K][  
2、带有反射壁的空心波导 7 iBwM]Eyv.  
3、二元光学元件建模 14 hj}PL  
4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21 AH-BZ8  
5、大气像差与自适应光学 26 ICiGZ'k  
6、热晕效应 29 sX-@ >%l  
7、部分相干光模拟 34 !hjF"Pa  
8、谐振腔的优化设计 43 s bd$.6 |&  
9、共焦非稳腔模拟仿真 47 M:dH>  
10、非稳环形腔模拟 53 H>

o \C  
11、含有锥形反射镜的谐振腔 58 7Ck3L6J#  
12、体全息模拟 63 `"o{MaFA  
13、利用全息图实现加密和解密 68  /PTq.  
14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75 Bw
rX.!M  
15、拉曼放大器 80 WrS
>^\:  
16、瞬态拉曼效应 90 {$#88Qa\-  
17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97 'j-U=2,n  
18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104 4)8e0L*[B?  
19、光学参量振荡器 109 xz,o Mlw  
20、激光二极管泵浦的固体激光器 114 DIfQ~O+u  
21、ZIG-ZAG放大器 122 4Y1dkg1y  
22、多程放大器 133 1 e]D=2y  
23、调Q激光器 153 "l hj1zZ  
24、光纤耦合系统仿真 161 Te`@{>  
25、相干增益模型 169 x4(8 =&Z  
26、谐振腔往返传输内的采样 181 *(qj!U43  
27、光纤激光器 191 B3pjli  
bDm7$ (  
GLAD案例索引手册 s4QCun~m  
Lz!JLiMEET  
目录 wWSo+40  
ns*:mGh  
目   录 i 3 qJ00A
  
81C;D`!K  
@biU@[D  
GLAD软件简介 1 9aNOfs8(  
Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2 Ql%B=vgKL  
Ex1a: 基本输入 2 Zd88+GS,#  
Ex1b: RTF命令文件 3 V%z?wDC  
Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4 D/JSIDd  
Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5 VN(*m(b  
Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5 I9Uj3cL\  
Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6 ;mRZ_^V;  
Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6 kDXQpe  
Ex3: 单位选择 7 .YWkFTlZ+  
Ex4: 变量、表达式和数值面 7 $VB dd~f  
Ex5: 简单透镜与平面镜 7 ~)n[Vf  
Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8 B:Ft(,  
Ex7:  mirror/global命令 8 _aBy>=2c$  
Ex8: 圆锥曲面反射镜 11 %-$BtR2@o  
Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11
2W`WOBz  
Ex8b: 离轴单抛物面 12 hlZ{bO'f  
Ex8c: 椭圆反射镜 12 <h;_:  
Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12 ,RM8D)m\  
Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12 o"FR%%  
Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17 D9NQ3[R 9  
Ex10: 宏、变量和udata命令 17 \#WWJh"W  
Ex11: 共焦非稳腔 17 em5~4;&'  
Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18 (wuciKQ  
Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18 7qZC
+x6_L  
Ex11c: 发散输出的非稳腔 19 /qMnIo  
Ex11d: 注入相反模式的空腔 19 EpQy;#=;  
Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20 LnKgT1  
Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20 +2}cR66%  
Ex13: 相位像差 20 !>D[Y  
Ex13a: 各种像差的显示 21 H(tC4'tA  
Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23 Qe\vx1GRLH  
Ex14: 光束拟合 23 lM}-'8tt?  
Ex15: 拦光 24 `/'p1?Z"  
Ex16: 光阑与拦光 24 {I0U 4]  
Ex17: 拉曼增益器 25 09trFj$L
 
Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26 [f! { -T  
Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26 rfYa<M Qc  
Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28 3 o$zT9j  
Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29 a!/\:4-uc  
Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29 ?|/K(}  
Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30 /d,u"_=l  
Ex24: 大气像差与自适应光学 31 _P!b0x~\  
Ex24a: 大气像差 32 :o8|P  
Ex24b: 准直光路中的大气像差 32 iETUBZ  
Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32 }( CYok  
Ex25: 地对空激光通讯系统 32 &P>& T  
Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34 hczDu
8  
Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34 |59)6/i  
Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35 %OB>FY:|  
Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35 ZI;*X~h  
Ex27c: 转换镜后面的大气像差与微扰以及自适应光学的影响 35 od5nRb  
Ex28: 相位阵列 35 leb/D>y  
Ex28a: 相位阵列 35 s]OZ+^Z  
Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35 fP5i
3[T  
Ex29: 带有风切变的大气像差 35 r5ldK?=k+*  
Ex30: 近场和远场的散斑现象 36 %8|lAMTY7/  
Ex31: 热晕效应 36 t&EizH$  
Ex31a: 无热晕效应传输 37 {:*G/*1[.  
Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37 /*{'p!?  
Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37 `B4Ilh"d  
Ex32: 相位共轭镜 37 yn$1n
t4  
Ex33: 稳定腔 38 2>o^@4PnZ  
Ex33a: 半共焦腔 38 HR"clD\{Di  
Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，理想透镜 39 }/&Zo=Q$  
Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39 ybqmPT'|_  
Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39 *$|f9jVh  
Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40 Z37Dv;&ZD  
Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40 L.yM"  
Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41 XHj%U  
Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41 ,Y
x<"2 W  
Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41 0C>
_aj  
Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42 U5wh( vi  
Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42 }2LWDQ;po  
Ex33k: 拓展腔与伪反射 42 gaz",kK<  
Ex33l: 谐振腔耦合 43 %J9u?-~  
Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45 m BFNg3_  
Ex34: 单向稳定腔 45 JDZuT#  
Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47 " "m-5PGYo  
Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51 
*#b e  
Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53 m//aAxm
B  
Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54 h&CZN !  
Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56 8y<.yfgG  
Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56 ]xMZo){[|  
Ex36: 有限差分传播函数 57 XPqGv=CN  
Ex36a: FDP与软孔径 58 {l!{b1KJ  
Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58 2wB*c9~  
Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58 nRB3VsL  
Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58
pTG[F  
Ex37b: 偏振，表面极化效应 60 K$,<<hl  
Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61 KYw7Jx`l  
Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61 _b&26!gl  
Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61 k<Gmb~Tg1  
Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61 DJ<+" .v!  
Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62 6`Y:f[VB  
Ex38: 剪切干涉仪 zJW2F_  
62 ukEJD3i  
Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62 H=,>-
eVv*  
Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64 bAH<h   
Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64 0C%IdV%CU  
Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65 5NUaXQ  
Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66 y3b"'-%  
Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66 *(1<J2j  
Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66 1!G}*38;  
Ex46: 光束整形滤波器 68 og35Vs0  
Ex47: 增益片的建模 68 [pEb`s  
Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70 q MrM^ ~  
Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70 yUJ#LDW  
Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70 /huh}&NNu  
Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70 M^Z=~512g  
Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70 -.? @f tY  
Ex48: 倍频 70 IMbF]6%p(  
Ex49: 单模的倍频 71 '}(>s%~  
Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71 ;z9,c  
Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71 c8[kL$b;j  
Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72 A|1xK90^XT  
Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72 Mz(?_7  
Ex52: 锥像差 72 )'f=!'X  
Ex53: 厄米高斯函数 74 ejyx[CF  
Ex53a: 厄米高斯多项式 75 j>;1jzr2}  
Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75 WHBGhU  
Ex54: 拉盖尔函数 75 C=r`\W  
Ex55: 远场中的散斑效应 75 N[3Y~HX!q  
Ex56: F-P腔与相干光注入 75 (_ :82@c  
Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76 |wv+g0]Pg^  
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 x3FB`3y~s  
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 7glf?oE  
Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76 W`vPf  
Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76 Ewr2popK  
Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76 2e1%L,y{W  
Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76 TO5y.M|7  
Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77 nlhv  
Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79 _;5zA"~c#@  
Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79 de2G"'F  
Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79 @d~]3T  
Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79 :3R3>o6m  
Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79 cq?,v?m  
Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80 2>^(&95M  
Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80 Ew{*)r)m  
Ex59c:  2f透镜，焦平面扫描 80 $$.q6  
Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80 VT4>6u}  
Ex60a: 对散焦的简单优化 80 H.XyNtJ  
Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81 K<::M3eQ  
Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81 k"gm;,`  
Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81 BNE:,I*&  
Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81 =|Qxv`S1  
Ex61: 对加速模型评估的优化 82 +U J~/XV  
Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82 B.od{@I(Xp  
Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85 !ck~4~J  
Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85 8(Ptse  ,  
Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85 ,7s+-sRG  
Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85 Tim/7*vx  
Ex65: 非相干成像与光学传递函数（OTF） 85 (?'vT%  
Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86 Wd!Z
`,R  
Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87 ^ op0" #B  
Ex67a: 六边形透镜阵列 88 Q%q;=a  
Ex67b: 矩形透镜阵列 88 G7`m
K}J7  
Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88 X6Z/xb@  
Ex67d: 矩形柱透镜 88 }z/%b<o_  
Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88 =to.Oa RR  
Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88 {na>
)qzKP  
Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88
vv2[t  
Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88 $v2t6wS,"  
Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88 MtPdpm6\  
Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89 AU)\ lyB  
Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89 QR(;a:  
Ex69: 速率方程与瞬态响应 89 P8h|2
,c%  
Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89 Q.jThP`p  
Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92 73S N\  
Ex69c: 速率方程与单步骤 92 Q6URaw#Yt`  
Ex69d: 半导体增益 92 dQrz+_  
Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93 Y=Ic<WHR  
Ex69f: 速率方程的数值举例 93 A:y^9+Da  
Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93 5c}loOq  
Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93 5`e;l$ M`  
Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93 /CyFe<t  
Ex69j: 稳态速率方程的解 93 -{Ar5) ?='  
Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93  _}JMBIq$  
Ex70: Udata命令的显示 93 gzvgXZ1q"  
Ex71: 纹影系统 94 x;:jF_  
Ex72: 测试ABCD等价系统 94 ep},~tPZn  
Ex73: 动态存储测试 95 <3j`Z1J  
Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95 tKuJ &I~  
Ex75: 锥面镜 95 fD\Fq'29{  
Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95 t OJyj49^a  
Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97 bFL2NH5  
Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97 0Ba]Zo Z  
Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98 N8kNi4$mp=  
Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔 iyR"O1]  
。。。。后续还有目录 Hq gg*4#  
对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系 -~JYfj@  
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