前言
FkJa+ZA J HpoW}7QB 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。
* ;A I0 KI (9TI * 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。
SPKen}g 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。
|F5^mpU H -('!^ 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。
G#V5E)Dx 5wX e^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。
,Ie~zZE & 不当之处，敬请指正！
4eb<SNi N{n}]Js1D- Yh/-6wg 目录
E \!: MCL 前言 2
KLBV(`MS 1、传输中的相位因子与古伊相移 3
/bA\O
2、带有反射壁的空心波导 7
_@D}2 3、二元光学元件建模 14
lh`inAt)" 4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21
kfb+OE:7 5、大气像差与自适应光学 26
Gjuc"JR7 6、热晕效应 29
-k\7k2 7、部分相干光模拟 34
ll;#4~iA 8、谐振腔的
优化设计 43
@(.?e< 9、共焦非稳腔模拟仿真 47
=!NYvwg6;o 10、非稳环形腔模拟 53
Z5~dU{XsT 11、含有锥形反射镜的谐振腔 58
<x@\3{{U 12、体全息模拟 63
'N,3]Soi 13、利用全息图实现加密和解密 68
j9C=m"O 14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75
&*g5kh{ 15、拉曼放大器 80
&|<~J ( L; 16、瞬态拉曼效应 90
&rj6<b1A 17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97
qS{lay 18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104
*|AnL}GJ 19、光学参量振荡器 109
GV)#>PL 20、激光二极管泵浦的固体
激光器 114
#FF5xe 21、ZIG-ZAG放大器 122
:0ND0A{K: 22、多程放大器 133
,
6\i 23、调Q激光器 153
FVLXq0<Cj 24、
光纤耦合系统仿真 161
YlOYgr^ 25、相干增益模型 169
{B|U 8j[ 26、谐振腔往返传输内的采样 181
"d'xT/l
" 27、光纤激光器 191
RhyI\(Z2q 6, ag\ GLAD案例索引手册
tjk Y[ Mr:*l`b_ 目录
|w[}\#2 Zx25H"5j 目 录 i
$V?zJ:a>L 
[ $?S9)Xd GLAD案例索引手册实物照片
S}e*~^1J GLAD软件简介 1
'.~vN L+
O Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2
DMcvu*A Ex1a: 基本输入 2
, IuO;UV#) Ex1b: RTF命令文件 3
lsW.j#yE! Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4
tZ>>aiI3 Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5
l> "gO9j Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5
hX)r% v: Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6
LYh5f# Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6
=B1t ?( " Ex3: 单位选择 7
5`oor86 Ex4: 变量、表达式和数值面 7
Pb} &c Ex5: 简单透镜与平面镜 7
5:|5NX[.b Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8
v Xio 1hu Ex7: mirror/global命令 8
w ;H Ex8: 圆锥曲面反射镜 11
Tv3 ZNh Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11
doc5;?6 Ex8b: 离轴单抛物面 12
"r cPJX Ex8c: 椭圆反射镜 12
~QBf78@Gf Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12
{z@vSQ=)=P Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12
!QVd'e Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17
^1,]?F^ Ex10: 宏、变量和udata命令 17
dG7sY
O@U Ex11: 共焦非稳腔 17
4)2*|w Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18
*-+~H1tP Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18
!::k\}DS Ex11c: 发散输出的非稳腔 19
{ KwLcSn Ex11d: 注入相反模式的空腔 19
HT?`PG Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20
3}g?d/^E3 Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20
?0[%+AD hM Ex13: 相位像差 20
LDV{#5J Ex13a: 各种像差的显示 21
F]yclXf(' Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23
Xki/5roCQ| Ex14: 光束拟合 23
eV9:AN }K= Ex15: 拦光 24
l$m^{6IYc Ex16: 光阑与拦光 24
w?M*n<)
O Ex17: 拉曼增益器 25
AaTtY d Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26
oE)c 8rE Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26
U\VwJ2
{i Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28
9U}EVpD Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29
D{BH~ IM Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29
Qg 6m Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30
fil6w</L Ex24: 大气像差与自适应光学 31
Arp4$h Ex24a: 大气像差 32
DA@
{ d-A Ex24b: 准直光路中的大气像差 32
8QC:ro Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32
Cc Ni8Wg_ Ex25: 地对空激光通讯系统 32
3}twWnQZJ Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34
L6 _Sc-sU Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34
;;nm F# Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35
m(OBk;S~ Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35
)1x333.[c Ex27c: 转换镜后面的大气像差与微扰以及自适应光学的影响 35
LiV]!*9$KG Ex28: 相位阵列 35
KMbBow3o*~ Ex28a: 相位阵列 35
_%1.D0<~-E Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35
+#B%Y K|LR Ex29: 带有风切变的大气像差 35
K=(&iq!VO Ex30: 近场和远场的散斑现象 36
a}>GQu*y Ex31: 热晕效应 36
M$&>"% Oi Ex31a: 无热晕效应传输 37
?N|PgNu X Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37
fs)O7x-B( Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37
!Aw.f! Ex32: 相位共轭镜 37
n.1a1 Tf Ex33: 稳定腔 38
z0 Zl' Ex33a: 半共焦腔 38
^E:;8h4 $9 Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔
望远镜，理想透镜 39
0e7v ?UT Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39
sJM}p5 V Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39
-5>g 0o2 Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40
=~EQ3uX Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40
`HJw wKd Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41
7L<oWAq Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41
EvECA,! i Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41
=)I{KT:y Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42
R6:N`S]&d[ Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42
6|jE3rHw Ex33k: 拓展腔与伪反射 42
(Q&z1XK3 Ex33l: 谐振腔耦合 43
15s?QSKj Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45
9QX{b+}"e Ex34: 单向稳定腔 45
A23 Z)` Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47
Bk z Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51
7olA@;$ Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53
ov fw _ Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54
r pXw 8 Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56
<'vM+Lk Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56
dkn_`j\v Ex36: 有限差分传播函数 57
4%6Q+LS']Q Ex36a: FDP与软孔径 58
:iWV:0)P Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58
c`jTdVD Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58
.ZJh-cd Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58
OB^ Ex37b: 偏振，表面极化效应 60
-OW$ Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61
{Y/ Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61
6/n;u{ | Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61
_j2`#|oG Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61
SMy&K[ hJ[ Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62
V('b|gsEo Ex38: 剪切干涉仪
[a
Z)*L
; 62
QMsnfG Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62
v m$v[ Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64
M<L<mP} Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64
xAO ]u[J Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65
r\1*N.O3|O Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66
{38aaf|'/ Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66
*>#cs#) Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66
z&:[.B Ex46: 光束整形滤波器 68
ynd}w
G' Ex47: 增益片的建模 68
wb?hfe Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70
D|BN_ai9 Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70
ZN1p>+oY! Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70
V cL Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70
-Tt}M#W Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70
4Nz Hzn Ex48: 倍频 70
lt]U?VZ Ex49: 单模的倍频 71
!6%mt} h Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71
LH8?0 N[ Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71
:({<"H)!' Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72
`fRy"44nR Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72
G@'0vYb# Ex52: 锥像差 72
RAxz+1JT Ex53: 厄米高斯函数 74
g:)v thOs Ex53a: 厄米高斯多项式 75
/l`X Js Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75
j
AE0$u~. Ex54: 拉盖尔函数 75
{ V&7JZl,/ Ex55: 远场中的散斑效应 75
.G]# _U Ex56: F-P腔与相干光注入 75
Y>%N uL|s Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76
K|/a]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
Rb0{t[IU 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
-a[{cu{ Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76
O
o:jP6 r Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76
*l^'v9
Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76
Y[DKj!v Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76
3{z|301<m Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77
0_EF7`T Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79
{P5@2u6S Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79
mI0r,Z*+M Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79
,W-0qN&%/ Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79
<j#Ey GAV Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79
#.)>geLC>9 Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80
$5IrM 7i Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80
("6W.i> Ex59c: 2f透镜，焦平面扫描 80
iQF}x&a< Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80
8iN As#s Ex60a: 对散焦的简单优化 80
bij?q\ Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81
&^H
"T6 Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81
;cr6Xop#? Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81
(n/1 :' Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81
fz3*oJ ' Ex61: 对加速模型评估的优化 82
Mvv =)?: Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82
m { fQL Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85
Uz|]}t5V Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85
a:}"\> Aj Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85
VZoOdR:d Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85
A& F4;>dms Ex65: 非相干
成像与光学传递函数（OTF） 85
pxx(BE Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86
l'T0< Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87
81cmG `G7 Ex67a: 六边形透镜阵列 88
M<unQ1+wh Ex67b: 矩形透镜阵列 88
G{.+D2 Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88
([*t. Ex67d: 矩形柱透镜 88
[u80-x< Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88
zIFL?8!H9{ Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88
~ P_kr'o Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88
~PnpYd<2 Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88
@U{M"1zZe Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88
oNZ W# <K Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89
%
eRwH
> Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89
'.yWL Ex69: 速率方程与瞬态响应 89
MF}Lv1/[-J Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89
Xb* _LZAU Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92
kVnyX @ Ex69c: 速率方程与单步骤 92
2H[a Y%1T Ex69d:
半导体增益 92
"S`wwl Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93
--`LP[ll Ex69f: 速率方程的数值举例 93
%}X MhWn{ Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93
#ya|{K Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93
x
5Dt5Yp"o Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93
5R `6zhf Ex69j: 稳态速率方程的解 93
\ST vBI? Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93
p0y?GNQ Ex70: Udata命令的显示 93
K)&XQ`& Ex71: 纹影系统 94
uk f\* Ex72: 测试ABCD等价系统 94
j#P4Le[t Ex73: 动态存储测试 95
9Fx z!-9m Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95
t[,T}BCy. Ex75: 锥面镜 95
YO$b# Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95
?]D+H%3[$i Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97
]wpYxos Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97
IQ=|Kj9h Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98
BJxm W's/ Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔
r/sRXM:3cZ 。。。。后续还有目录
xKST-:c + 对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系
Uv`v|S:+2 {mnSTL` 
