[产品]激光与物理光学-《GLAD典型案例手册》 [复制链接]

前言 UMD\n<+cG,  
if\`M'3Xx  
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。 e F}KOOfC  
DXO'MZon3  
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。 eUR+j?5I  
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。 :2vuc!Pu  
wCv9VvF`  
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。 OuWRLcJ!  
E|_8#xvb  
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。 gy|o#&e]%  
不当之处，敬请指正！ Z]k@pR !  
sVmqx^-  
tr/.pw6  
目录 -*T0Cl.  
前言 2 $X\2h+ Os  
1、传输中的相位因子与古伊相移 3 Z
zR0k  
2、带有反射壁的空心波导 7 *(]ZdB_2  
3、二元光学元件建模 14 4sH?85=j  
4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21 ubVZEsoW?  
5、大气像差与自适应光学 26 uXUuA/O5-  
6、热晕效应 29 ,->5 sJ{U  
7、部分相干光模拟 34 w&VDe(:~  
8、谐振腔的优化设计 43 /f+BeQ3#/  
9、共焦非稳腔模拟仿真 47 q%vel.L]%  
10、非稳环形腔模拟 53 f$dIPt(  
11、含有锥形反射镜的谐振腔 58 <~_XT>`y  
12、体全息模拟 63 b^}U^2S%  
13、利用全息图实现加密和解密 68 ;}ThBb3  
14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75 -3b_}b
y  
15、拉曼放大器 80 o^owv(  
16、瞬态拉曼效应 90 wHx_lsY;  
17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97 dShGIH?  
18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104  i?e
Vi  
19、光学参量振荡器 109 lU$0e09  
20、激光二极管泵浦的固体激光器 114 h>!9N dzG  
21、ZIG-ZAG放大器 122 Vr%ef:uVV  
22、多程放大器 133 "K+EZ%~<  
23、调Q激光器 153 `@0AGSzUv  
24、光纤耦合系统仿真 161 MTNC{:Q  
25、相干增益模型 169 d1
kE)R  
26、谐振腔往返传输内的采样 181 rp[3?-fk  
27、光纤激光器 191 Q+QD,  
:B7U),T  
GLAD案例索引手册 Rs"G8Q9Q  
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Yt<O  
目录 })J}7@VPO  
HN5,MD[  
目   录 i uNw9g<g:V[  
+.|RH  
m"'`$/_  
GLAD软件简介 1 "oF)u1_?  
Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2 I6@"y0I  
Ex1a: 基本输入 2 )_4()#3  
Ex1b: RTF命令文件 3 {5d 5Y%&  
Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4 [9MbNJt 8~  
Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5 7~k=t!gTY  
Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5 Y ZuA"l Y  
Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6 \.Op6ECV9  
Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6 ^kz(/c/?  
Ex3: 单位选择 7 )t\aB_ =  
Ex4: 变量、表达式和数值面 7 p7r/`_'|  
Ex5: 简单透镜与平面镜 7 '4Qsl~[Eh  
Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8 o?a3hD  
Ex7:  mirror/global命令 8 5nsoWqnE8  
Ex8: 圆锥曲面反射镜 11  j},i=v  
Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11 Qj(ppep\U"  
Ex8b: 离轴单抛物面 12 `
c-omNu  
Ex8c: 椭圆反射镜 12 n"Bc2}{  
Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12 ]bpgsW:Xu  
Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12 /5j5\F:33  
Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17 %*Uc,V  
Ex10: 宏、变量和udata命令 17 {0-rnSjC  
Ex11: 共焦非稳腔 17 >V]9<*c  
Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18 E\;%,19Ob  
Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18 ``6-   
Ex11c: 发散输出的非稳腔 19 VRD^>Gi  
Ex11d: 注入相反模式的空腔 19 y%kZ##  
Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20 .sFN[>)  
Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20 ha 2=O  
Ex13: 相位像差 20 "VU/Ucb7  
Ex13a: 各种像差的显示 21 ~(GNY5  
Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23 DZ`m{l3H  
Ex14: 光束拟合 23 pv-c>8Wb6  
Ex15: 拦光 24 e+{lf*"3  
Ex16: 光阑与拦光 24 *yjnC  
Ex17: 拉曼增益器 25 MOnTp8  
Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26 Fqgs S  
Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26 oDi+\0  
Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28 ZKpJc'h  
Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29 ?#z<<FR  
Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29 Z,Us<du  
Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30 7v0AG:  
Ex24: 大气像差与自适应光学 31 j:/Z_v'  
Ex24a: 大气像差 32 u*,>
$(-u  
Ex24b: 准直光路中的大气像差 32 $&KkZ  
Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32 \[^! ys  
Ex25: 地对空激光通讯系统 32 N#t`ZC&m'  
Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34 s;* UP   
Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34 ;DR5?N/a  
Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35 Pt/]Z<VL  
Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35 AYNdV(  
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 %%>nM'4<  
Ex28: 相位阵列 35 |\G^:V[.  
Ex28a: 相位阵列 35 0\B{~1(^  
Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35 %b4tyX:N0  
Ex29: 带有风切变的大气像差 35 ]t`SCsoo  
Ex30: 近场和远场的散斑现象 36 $gD8[NAIx=  
Ex31: 热晕效应 36 VO=Ibu&X  
Ex31a: 无热晕效应传输 37 5$N#=i`V  
Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37 u#Jr_ze  
Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37 n\JI7A}  
Ex32: 相位共轭镜 37 ;e/F( J  
Ex33: 稳定腔 38 150-'Q  
Ex33a: 半共焦腔 38 6o(IL-0]c  
Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，理想透镜 39 6ST(=X_C  
Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39 >8=lX`9f{  
Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39 g=@d!]Z~[  
Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40 4nh=Dq[  
Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40 /sT?p=[.  
Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41 voN~f>  
Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41 gkA_<,38  
Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41 "*F`,I3  
Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42 OH
sA]7S  
Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42 %DXBl:!Y`  
Ex33k: 拓展腔与伪反射 42 q#8yU\J|,  
Ex33l: 谐振腔耦合 43 jnTTj l  
Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45 tH.L_< N  
Ex34: 单向稳定腔 45  HG?+b  
Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47 NlKVl~_ C  
Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51 PM#3N2?|E  
Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53 "`4ky]  
Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54 Z${eDl6i  
Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56 uW=G1 *n-  
Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56 ]77f`<q<}!  
Ex36: 有限差分传播函数 57 0F/[GZ<k  
Ex36a: FDP与软孔径 58 `?3f76}h  
Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58 kmc"`Ogotw  
Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58 Y7r;}^+WY  
Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58 NjOUe?BQ  
Ex37b: 偏振，表面极化效应 60 jHn7H)F8  
Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61 $/IFSB9  
Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61 tkr&Fs"t+  
Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61 [X!w@d= i  
Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61 gK({InOP  
Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62 w
]{c*4o  
Ex38: 剪切干涉仪 Y_+#|]=$B  
62 "V26\  
Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62 UF#!6"C@  
Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64 /]!2k9u\  
Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64 igk<]AwxS  
Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65 P@vUQ
 
Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66 BOG.[?yx  
Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66 $Vq5U9-  
Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66 %\T,=9tD\  
Ex46: 光束整形滤波器 68 ~h;   
Ex47: 增益片的建模 68 1*dN. v:5  
Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70 6Jb0MX"AVr  
Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70 nk%v|ZxoFv  
Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70 7)
r]h?  
Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70 rMbq_
5}
 
Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70 #YE?&5t  
Ex48: 倍频 70 89(qU  
Ex49: 单模的倍频 71 V@k+RniEO  
Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71 PD.$a-t  
Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71 $$1t4=Pz  
Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72 rVNx2  
Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72 K8X7IE  
Ex52: 锥像差 72 J~]@#=,v  
Ex53: 厄米高斯函数 74 =N\; ?eF(  
Ex53a: 厄米高斯多项式 75 L4m Vk  
Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75 xS/W}-dPv  
Ex54: 拉盖尔函数 75 /#M1J:SV  
Ex55: 远场中的散斑效应 75 208^Yu  
Ex56: F-P腔与相干光注入 75 C:t>u..  
Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76 ^py=]7[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 0HoHu*+FX  
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 X_o#!  
Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76 EOrui:.B)  
Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76 'QT~o-U  
Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76 w>^(w<~Y  
Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76 K!&W}_@l  
Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77 ) bI.K[0^  
Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79 D0FX"B
Y7  
Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79 :.e'?a  
Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79 1\m,8i+gU  
Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79 0@-4.IHl  
Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79 M8X6!"B$Y  
Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80 .b3h?R*&  
Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80 Ul_Zn  
Ex59c:  2f透镜，焦平面扫描 80 5+M,X kg  
Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80 3d6z_Yd:  
Ex60a: 对散焦的简单优化 80 <}{<FXk[  
Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81 iv~R4;;)  
Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81 7 mCf*|  
Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81 /GO-  
Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81 :$b`n  
Ex61: 对加速模型评估的优化 82 @c]KHWI  
Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82  k;+TN9  
Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85 72OqXa*  
Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85 A,<5W }  
Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85 r{R<J?Y  
Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85 e+lun -  
Ex65: 非相干成像与光学传递函数（OTF） 85 @^UgdD,BS,  
Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86 KSchgon0V  
Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87 GLtWo+g0  
Ex67a: 六边形透镜阵列 88 wkx9@?2*  
Ex67b: 矩形透镜阵列 88 &Uam4'B6-  
Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88 ):G%o  
Ex67d: 矩形柱透镜 88 Hh^ "c}  
Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88 1,+<|c)T?  
Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88 mxgT}L0i  
Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88 2~$S @c  
Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88 Ux=~-}<-w  
Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88 F;ttqL  
Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89 rH`\UZ{cc  
Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89 &<e18L7a  
Ex69: 速率方程与瞬态响应 89 [n[dr@J7v  
Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89 i;1pw_K  
Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92 U_*,XLU  
Ex69c: 速率方程与单步骤 92 ]!{S2x&"  
Ex69d: 半导体增益 92 I:TbZ*vi~  
Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93 ^H.B6h?  
Ex69f: 速率方程的数值举例 93  7(+4^  
Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93 A,_O=hA2I  
Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93 0!3. .5==  
Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93 2]mV9B   
Ex69j: 稳态速率方程的解 93 x;7l>uR  
Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93 MTtx|L\4  
Ex70: Udata命令的显示 93 O.B9w+G=  
Ex71: 纹影系统 94 )ovAGO  
Ex72: 测试ABCD等价系统 94 N4+Cg t(  
Ex73: 动态存储测试 95 JI.=y5I  
Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95  b M1\z  
Ex75: 锥面镜 95 61H_o7XXk  
Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95 r5~W/e
E  
Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97 [L+*pW+$\.  
Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97 AE77i,Xa  
Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98 ^yPZ$Q  
Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔 O"'xAPQW  
。。。。后续还有目录 lZ-U/$od  
对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系 H\QkU`b  
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