[产品]激光与物理光学-《GLAD典型案例手册》 [复制链接]

前言 5_4Y/2_|  
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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。 OyTEd5\3  
Q)"L8v v  
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。 `o7m)T')  
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。 VlGg?  
x,kZ>^]&b  
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。 Z<j(ZVO  
fC!]MhA"i  
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。 }lN@J,q  
不当之处，敬请指正！ ,`<w#  
V{51wnxT  
JE~ci#|!  
目录 AEj
kqG4qv  
前言 2 [Xy^M3
  
1、传输中的相位因子与古伊相移 3 Q~/TqG U  
2、带有反射壁的空心波导 7 $s]c'D)  
3、二元光学元件建模 14 Qg dHIMY  
4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21 l=jfgsj
c  
5、大气像差与自适应光学 26 %m\dNUz4g  
6、热晕效应 29 \Qp #utC0s  
7、部分相干光模拟 34 l.tNq$3pS  
8、谐振腔的优化设计 43 n0o'ns  
9、共焦非稳腔模拟仿真 47 SG6@Rn*^  
10、非稳环形腔模拟 53 H^T
h]-Zl  
11、含有锥形反射镜的谐振腔 58 C %l!"s^  
12、体全息模拟 63 ]?<j]u0J  
13、利用全息图实现加密和解密 68 rh;@|/<l  
14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75 |T53m;D  
15、拉曼放大器 80 nF0V`O\T  
16、瞬态拉曼效应 90 8FY.u{93  
17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97 }Qj
p,(ye  
18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104 I+ZK \?Rs  
19、光学参量振荡器 109 ~WS;)Q0|  
20、激光二极管泵浦的固体激光器 114 3q*y~5&I  
21、ZIG-ZAG放大器 122 Y6(I %hE`  
22、多程放大器 133 jR/YG ru  
23、调Q激光器 153 fJ!i%</V  
24、光纤耦合系统仿真 161 ~T<yp  
25、相干增益模型 169 UL0%oJ#  
26、谐振腔往返传输内的采样 181 Mx,QgYSu  
27、光纤激光器 191 0>#or$:6E  
0Xmp)_vba  
GLAD案例索引手册 'n>
,+,&  
u(ep$>[F#_  
目录 zo*YPDEm"  
mmC&xZ5f  
目   录 i uus}NZ:*l  
p"9
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1(V>8}zn  
GLAD软件简介 1 xpo<1Sr>S  
Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2 cnm&oC 6  
Ex1a: 基本输入 2 5@3[t`n'  
Ex1b: RTF命令文件 3 imcq H  
Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4 oiP8~  
Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5 : `D[0  
Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5 z@E-pYV  
Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6 Rpit>  
Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6 r&AX  
Ex3: 单位选择 7 3eUTV<!  
Ex4: 变量、表达式和数值面 7 {3=\x  
Ex5: 简单透镜与平面镜 7 J8|F8dcz  
Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8 
7.4Q  
Ex7:  mirror/global命令 8 ]"SH pq  
Ex8: 圆锥曲面反射镜 11 sjOyg!e  
Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11 19od# d3+  
Ex8b: 离轴单抛物面 12 neW_mu;~Z  
Ex8c: 椭圆反射镜 12 e(/~;"r{  
Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12 G#.(%,  
Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12 Uf^zA/33  
Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17 4am`X1YV#  
Ex10: 宏、变量和udata命令 17 dI!x Ai  
Ex11: 共焦非稳腔 17 X#9}|rT56  
Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18 wT?.Mte  
Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18 &Mz3CC6  
Ex11c: 发散输出的非稳腔 19 a/!!Y@7  
Ex11d: 注入相反模式的空腔 19 tqLn
A  
Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20 V>}@--$c-r  
Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20 X+;
F5b9z  
Ex13: 相位像差 20 f$a%&X6"-  
Ex13a: 各种像差的显示 21 td^2gjr^5  
Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23 Q+/:5Z C  
Ex14: 光束拟合 23 %)
[mbb  
Ex15: 拦光 24 QF/A-[V
 
Ex16: 光阑与拦光 24 h4CDZ  
Ex17: 拉曼增益器 25 2XJn3wPi  
Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26 w[w{~`([",  
Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26
;2"#X2B  
Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28 YH33E~f  
Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29 EL+6u>\-k  
Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29 loVUB'OSv  
Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30 MCH
RNhb9  
Ex24: 大气像差与自适应光学 31 1aKYxjYM  
Ex24a: 大气像差 32 910Ym!\{:  
Ex24b: 准直光路中的大气像差 32 z)
Xf6&  
Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32 ;+]9KIa_Pq  
Ex25: 地对空激光通讯系统 32 7sECbbJT  
Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34 6|U0"C#]  
Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34 ?29zcuRaru  
Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35 kR%bdN  
Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35 ;\7TQ9z  
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 BCB"&:}  
Ex28: 相位阵列 35 LO@.aJpp  
Ex28a: 相位阵列 35 <,qJ%kc  
Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35 U,"lOG'  
Ex29: 带有风切变的大气像差 35 e*_8B2da  
Ex30: 近场和远场的散斑现象 36 lyiBRMiP|  
Ex31: 热晕效应 36 $Gb] K{e  
Ex31a: 无热晕效应传输 37 Tj@}O:q7:  
Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37 REnd# V2x  
Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37 ^.Cfa  
Ex32: 相位共轭镜 37 2SU G/-P#  
Ex33: 稳定腔 38 pq[RH-{  
Ex33a: 半共焦腔 38 xB{
0lI  
Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，理想透镜 39 YK*2
 
Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39 EqzS={Olj  
Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39 a5WVDh,cR  
Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40 >B$ZKE  
Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40 ~Nf01,F  
Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41 AfKJaDKf  
Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41 0gPz|v>z  
Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41 QC0^G,9.  
Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42 -e#YWMo(  
Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42 X}'3N'cbkU  
Ex33k: 拓展腔与伪反射 42 uEQH6~\{Nl  
Ex33l: 谐振腔耦合 43 *leQd^47  
Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45 5;{d*L  
Ex34: 单向稳定腔 45 ]kLs2? \  
Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47 VKy:e.  
Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51 ~rEU83  
Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53 NL&(/72V  
Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54 q@;WXHO0  
Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56 f9H;e(D9]  
Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56 2|F.JG^  
Ex36: 有限差分传播函数 57 a$Eqe_  
Ex36a: FDP与软孔径 58 xdp!'1n."g  
Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58 L>$yslH;b  
Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58 [oOZ6\?HB  
Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58 S!8eY `C.  
Ex37b: 偏振，表面极化效应 60 3:jKuOX  
Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61 zR h1  
Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61 dA>t  
Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61 |Q:$G!/  
Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61 XG ]yfux`  
Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62 =]E(iR_&  
Ex38: 剪切干涉仪 p?X.I]=vRv  
62 +B^/ =3
P  
Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62 e/lfT?J\  
Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64 QlIg'B6  
Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64 CF9a~^+%  
Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65 t/WauY2JUC  
Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66 N( E\  
Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66 `g6XVa*%#  
Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66 h>= e<H?f  
Ex46: 光束整形滤波器 68 Yo;/7gG>  
Ex47: 增益片的建模 68 Cl[ '6Lk  
Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70 x3T)/'(  
Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70 w
xpD{P  
Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70 S$\lM<M  
Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70 sLK J<=0i  
Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70 p%,:U8fOR  
Ex48: 倍频 70 :k8>)x] )  
Ex49: 单模的倍频 71 DbJ:KQ!*  
Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71 >x@]wsj  
Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71 Je2o('MA  
Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72 qu BTRW9  
Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72 8#'<SB  
Ex52: 锥像差 72 rxCEOG  
Ex53: 厄米高斯函数 74 cyA|6Ltg%  
Ex53a: 厄米高斯多项式 75 ('Wo#3b$  
Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75 k:s}`h_n  
Ex54: 拉盖尔函数 75 9>u2; 'Ls  
Ex55: 远场中的散斑效应 75 K+Q81<X~  
Ex56: F-P腔与相干光注入 75 PXm{GLXRS;  
Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76 xy
46].x-  
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 <(`dU&&%"}  
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 epj]n=/}[  
Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76 jVL<7@_*  
Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76 5+rYk|*D+k  
Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76 0#F3@/1h  
Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76 pSkP8' ?  
Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77 K`* 8*k{  
Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79 &+6XdhX  
Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79 [J\5DctX;c  
Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79 N}nU\e6 Y  
Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79 sY7:Lzs.,  
Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79  dKDtj:  
Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80 ^i_mGe
u  
Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80 j]r
E0Og  
Ex59c:  2f透镜，焦平面扫描 80 }Xyu"P  
Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80 |TF,Aj  
Ex60a: 对散焦的简单优化 80 6:>4}WOP  
Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81 9vCn^G%B  
Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81 ~[Mk QJxe  
Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81 #9EpQc[4  
Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81 'cy35M  
Ex61: 对加速模型评估的优化 82 nf+8OH7  
Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82 suj? e6  
Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85 3ag*dBbs  
Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85 ps"crV-W  
Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85 gg'lb{oG  
Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85 pD##lkJr  
Ex65: 非相干成像与光学传递函数（OTF） 85 _7~O>
.  
Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86 iU9de  
Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87 'Fo*h6=  
Ex67a: 六边形透镜阵列 88 J6Hw05%0=  
Ex67b: 矩形透镜阵列 88 tvP_LNMF  
Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88 Qc\JUm]  
Ex67d: 矩形柱透镜 88 5X\3y4  
Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88 Z}f$KWj  
Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88 6AqHz
eh  
Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88 wblEx/FqE^  
Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88 D^=_408\  
Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88 1d7oR`qr  
Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89 zBay 3a  
Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89 ?,%vndI  
Ex69: 速率方程与瞬态响应 89 ~Lhq7;=H?O  
Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89 qW6a|s0}  
Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92 *r
SMD_>  
Ex69c: 速率方程与单步骤 92 d,iW#,  
Ex69d: 半导体增益 92 ;TF(opW:  
Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93 24Z7;'  
Ex69f: 速率方程的数值举例 93 ylLQKdcL  
Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93 9bl&\Ykt.  
Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93 r|:|\"Yk  
Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93 uaNJTob  
Ex69j: 稳态速率方程的解 93 O;ZU{VY  
Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93 C16MzrB}(N  
Ex70: Udata命令的显示 93 apa~Is1  
Ex71: 纹影系统 94 bsC~ 2S\o  
Ex72: 测试ABCD等价系统 94 A1{P"p!  
Ex73: 动态存储测试 95 gZ%B9i:  
Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95 /'QNlP[L;  
Ex75: 锥面镜 95 `^9 Zbwq  
Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95 zwN;CD1  
Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97 IQMk
:  
Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97 ,]i ^/fT  
Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98 JHwkLAuz  
Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔 $@FD01h.t3  
。。。。后续还有目录 2JYp.CJv  
对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系 -. L)-%wIV  
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