[产品]激光与物理光学-《GLAD典型案例手册》 [复制链接]

前言 BFu9KS+@)  
fB}5,22  
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。 69[k ?')LM  
W/X;|m`  
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。 Z"KuS  
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。 *fX)=?h56  
1h0ohW  
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。 lq9h Dn[p  
yC$7XSr=  
为了使广大有志于采用GLAD进行光学系统设计及仿真的师生及研究人员更加全面地了解GLAD的功能，熟悉GLAD的使用，本书从GLAD的案例手册中精选了二十七个案例进行解读，希望对于各位运用GLAD解决实际问题有所裨益。 Q*{ 2  
不当之处，敬请指正！ =qQQ^`^F'~  
F=c_PQO  
3<E$m*  
目录 p{PYUW"?^  
前言 2 3!UP>,!  
1、传输中的相位因子与古伊相移 3 go Z#  
2、带有反射壁的空心波导 7 B\w`)c  
3、二元光学元件建模 14 yKhzymS}T  
4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21 y_r6T XnGL  
5、大气像差与自适应光学 26 p5BcDYOw`  
6、热晕效应 29 _( Cp   
7、部分相干光模拟 34 v>PHn69PU  
8、谐振腔的优化设计 43 IsL/p3|  
9、共焦非稳腔模拟仿真 47 t!C-G+It  
10、非稳环形腔模拟 53 }TLC b/+  
11、含有锥形反射镜的谐振腔 58 ;S j
* {  
12、体全息模拟 63 "&|2IA  
13、利用全息图实现加密和解密 68 7[ji,.7  
14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75 \H12~=p`B  
15、拉曼放大器 80 ~`fB\7M  
16、瞬态拉曼效应 90 cK@K\AE  
17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97 4w[ta?&6B  
18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104 4 l(o{{  
19、光学参量振荡器 109 Ry~LhU:  
20、激光二极管泵浦的固体激光器 114 KgSxF#  
21、ZIG-ZAG放大器 122 w;_=$L'H&G  
22、多程放大器 133 H:Le^WS  
23、调Q激光器 153 \OH:xW~  
24、光纤耦合系统仿真 161 +y(h/NcQ  
25、相干增益模型 169 =,]M$M  
26、谐振腔往返传输内的采样 181 \Y p oJ!-  
27、光纤激光器 191 Yw `VL)v(y  
8A_(]

Q  
GLAD案例索引手册 q;JQs:U!  
"TI? qoz  
目录 &[pwLYf7  
?^p8]Va%  
目   录 i UkKpSL}Q2  
w:v:znQrW  
XPKcF I=  
GLAD软件简介 1 N"y4#W(Z@  
Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2 +(0eOO'\M  
Ex1a: 基本输入 2 EG6fC4rfC  
Ex1b: RTF命令文件 3 #n r1- sf|  
Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4 /+YWp>6LU  
Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5 :f:C*mYvu  
Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5 }X-ggO,  
Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6 k=}hY+/=  
Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6 39#>C~BOl  
Ex3: 单位选择 7 Sa5y7   
Ex4: 变量、表达式和数值面 7 Yw0@O1Cel  
Ex5: 简单透镜与平面镜 7 0jH2.d=  
Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8 Sq%R  
Ex7:  mirror/global命令 8 [E1I?hfJ  
Ex8: 圆锥曲面反射镜 11 9:s!#FYFM  
Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11 jL&F7itP  
Ex8b: 离轴单抛物面 12 l"CONzm!  
Ex8c: 椭圆反射镜 12 O8%/Id  
Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12 fJKOuFK  
Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12 .rHO7c,P~  
Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17 k$c!J'qL&  
Ex10: 宏、变量和udata命令 17 _45"Z}Zx  
Ex11: 共焦非稳腔 17 VXp X#O  
Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18 Lq.k?!D3uh  
Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18 PX]v"xf  
Ex11c: 发散输出的非稳腔 19 {;r5]wimb  
Ex11d: 注入相反模式的空腔 19 F
44")fY  
Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20 !v=ha%w{  
Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20 aoN[mV'  
Ex13: 相位像差 20 }J1#UH_E  
Ex13a: 各种像差的显示 21 t)h3GM  
Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23 qI9 BAs1~}  
Ex14: 光束拟合 23 :O2N'vl47A  
Ex15: 拦光 24 L 'y+^L|X  
Ex16: 光阑与拦光 24 = 4L.  
Ex17: 拉曼增益器 25 G(i/ @>l  
Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26 #%~wuCn<K  
Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26 , {^g}d8  
Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28 p{Uro!J,K  
Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29 xp= ]J UQ  
Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29 %-D2I  
Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30 G8VWx&RE  
Ex24: 大气像差与自适应光学 31 L-yC'C  
Ex24a: 大气像差 32 *P>F# ~X  
Ex24b: 准直光路中的大气像差 32 Ex<0@Oz  
Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32 cVN|5Y  
Ex25: 地对空激光通讯系统 32 H|]Q;,C  
Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34 I~,*Rgv/Z  
Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34 P$Nwf,d2u  
Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35 V0>,Kxk  
Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35 occ}|u  
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 q-'zZ#  
Ex28: 相位阵列 35 tP3Upw"U  
Ex28a: 相位阵列 35 raCxHY  
Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35 @L0.Z1 ).  
Ex29: 带有风切变的大气像差 35 *:iFhKFU  
Ex30: 近场和远场的散斑现象 36 _ ._'\  
Ex31: 热晕效应 36 $|AxQQ%f  
Ex31a: 无热晕效应传输 37 h1xYQF_`Z  
Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37 0[^f9NZ>-  
Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37 :0/I2:  
Ex32: 相位共轭镜 37 L]Uy+[gg  
Ex33: 稳定腔 38 &12.
|  
Ex33a: 半共焦腔 38 -O\`G<s%  
Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，理想透镜 39 YIfbcR5  
Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39 yo5|~"yZY  
Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39 \7RP6o  
Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40 wNn6".S   
Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40 cOcm9m#  
Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41 \O[Cae:^?  
Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41 *&7Av7S  
Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41 r>Vgo):s  
Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42 rLVS#M#&e>  
Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42 ^vUdf.n9  
Ex33k: 拓展腔与伪反射 42 WK-WA$7\  
Ex33l: 谐振腔耦合 43 )l^w _;  
Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45 Y%2<}3P  
Ex34: 单向稳定腔 45 uv,t(a.^  
Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47 _
("{f
J,A  
Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51 }JS?42CTaV  
Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53 I<DS
07K  
Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54 WlU5`NJl]2  
Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56 <S<(wFE@4  
Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56 ."dmL=  
Ex36: 有限差分传播函数 57 CQS34&G$a  
Ex36a: FDP与软孔径 58 o}<}zTU  
Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58 k@^)>J^  
Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58 @X:P`?("^  
Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58 QM OOJA  
Ex37b: 偏振，表面极化效应 60 %A04'dj`zQ  
Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61 
cJ&%XN  
Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61 I_4'9  
Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61 ^b'[81%  
Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61 }{s<!b  
Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62 _jp8;M~Z  
Ex38: 剪切干涉仪 uGOvZO^v  
62 YoJN.],gf  
Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62 &q>=6sQvf  
Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64 BDpeA
F8z  
Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64 xI$B",?(  
Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65 .Gw;]s3  
Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66 $5l8V  
Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66 lCDXFy(E  
Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66 \xwE4K  
Ex46: 光束整形滤波器 68 9 u{#S}c`  
Ex47: 增益片的建模 68 0Db#W6*^  
Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70 Iq MXd K|  
Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70 Ji gc@@B.  
Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70 iphe0QE[#}  
Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70 r\Zz=~![<  
Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70 #7GbG\  
Ex48: 倍频 70 ?J|~G{yH  
Ex49: 单模的倍频 71 p\1-.  
Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71 .>_p7=a  
Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71 {'T=&`&OF  
Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72 b+,u_$@B  
Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72 f3h^R20qmO  
Ex52: 锥像差 72 5^+>*z  
Ex53: 厄米高斯函数 74 Mz_*`lRN  
Ex53a: 厄米高斯多项式 75 ZBi|BD  
Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75 j'
g':U  
Ex54: 拉盖尔函数 75 N^H~VG&D(  
Ex55: 远场中的散斑效应 75 4
fgA3%  
Ex56: F-P腔与相干光注入 75 BNL Q]  
Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76 pbt
/i+!  
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 va[@XGaC3  
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 "CX&2Xfe  
Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76 :A.dlesv6  
Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76 u?r=;:N|y  
Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76 ;b-Y$<  
Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76 8SR~{  
Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77 %3
!DRz  
Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79 q3<Pb,Z  
Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79 l@Uo4b^4x  
Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79 g)nsP  
Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79 SjgjGJw  
Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79 CvS}U%  
Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80 bdEc?  
Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80 `KgIr,Q)  
Ex59c:  2f透镜，焦平面扫描 80 W6:ei.d+NS  
Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80 Wz',>&a  
Ex60a: 对散焦的简单优化 80 Zl^#U c"  
Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81 #-r,;  
Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81 gTa6%GM>  
Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81 KF(N=?KO  
Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81 QpbyC_:;$4  
Ex61: 对加速模型评估的优化 82 XR3=Y0YDf  
Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82 lky{<jZ%  
Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85 KsZd.Rf=@  
Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85 h2<Y*j  
Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85 wC{?@h  
Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85 (r78AZ  
Ex65: 非相干成像与光学传递函数（OTF） 85 I*hCIy#;  
Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86 ^UOVXRn  
Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87 2B
 Dz \  
Ex67a: 六边形透镜阵列 88 JO{Rth  
Ex67b: 矩形透镜阵列 88 V 3?x_p
p  
Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88 Gpv9~&  
Ex67d: 矩形柱透镜 88 M*6}#ST  
Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88 i^`]TOP  
Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88 apFY//(yu  
Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88 2?J[D7  
Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88 W{'RR.
  
Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88 ;]XKe')  
Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89 *c<0cHv*  
Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89 98O0M#|d  
Ex69: 速率方程与瞬态响应 89 walQo^<  
Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89 1HPYW7jk@"  
Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92 D}YAu,<K  
Ex69c: 速率方程与单步骤 92 b8o}bm{s  
Ex69d: 半导体增益 92 u6tD5Y  
Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93 L!2BE[~  
Ex69f: 速率方程的数值举例 93 iY_E"$}P  
Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93 zPWJ=T@N  
Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93 k?[|8H~2C  
Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93 1j4(/
A  
Ex69j: 稳态速率方程的解 93 n_ORD@$]  
Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93 _\mMgZu  
Ex70: Udata命令的显示 93 Pi7IBz  
Ex71: 纹影系统 94 eksYIQZ]  
Ex72: 测试ABCD等价系统 94 `*Ar6  
Ex73: 动态存储测试 95 WJD1U?`  
Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95 VkKq<`t<  
Ex75: 锥面镜 95 mV\QZfoF  
Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95 >U?U;i  
Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97 0uZ'j  
Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97 Ro1b (+H  
Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98 @!;EW R]  
Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔 AC'$~4  
。。。。后续还有目录 7=Vs1TVc  
对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系 ZMFV iE;8  
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