[产品]激光与物理光学-《GLAD典型案例手册》 [复制链接]

前言 OH
5#.${O  
y=1(o3(
 
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。 (>om.FM  
f./j%R@  
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。 y|#Fu  
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。 yA<\?Ps  
%G]WOq=q  
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。 rI
j B{X{Z  
Js,.$t  
为了使广大有志于采用GLAD进行光学系统设计及仿真的师生及研究人员更加全面地了解GLAD的功能，熟悉GLAD的使用，本书从GLAD的案例手册中精选了二十七个案例进行解读，希望对于各位运用GLAD解决实际问题有所裨益。 ][T>052v  
不当之处，敬请指正！ ;
JHf0  
pmDFmES  
04E#d.o'  
目录 ,5|@vW2@u  
前言 2 E-#
}.}i5  
1、传输中的相位因子与古伊相移 3 ,xC@@>f  
2、带有反射壁的空心波导 7 o l+*Oe  
3、二元光学元件建模 14 i~*#z&4A+  
4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21 DM !B@  
5、大气像差与自适应光学 26
Nu%MXu+  
6、热晕效应 29 k?Iq 6  
7、部分相干光模拟 34 OWHHN<  
8、谐振腔的优化设计 43 (Mt-2+"+  
9、共焦非稳腔模拟仿真 47 /3 ;t &]  
10、非稳环形腔模拟 53 xNxSgvco,  
11、含有锥形反射镜的谐振腔 58 oSs~*
mf  
12、体全息模拟 63 c
fW;gFf  
13、利用全息图实现加密和解密 68 vj<JjGP  
14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75 @yn1#E,  
15、拉曼放大器 80 k Rp$[^ma  
16、瞬态拉曼效应 90 &o)eRcwH`  
17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97 Y X{F$
BM  
18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104 xR5zm%\  
19、光学参量振荡器 109 V)Y#m/$`  
20、激光二极管泵浦的固体激光器 114 K!SFS   
21、ZIG-ZAG放大器 122 140_WV?7  
22、多程放大器 133 +zsB~Vz  
23、调Q激光器 153 <#:ey^q<  
24、光纤耦合系统仿真 161 DqBiBH[%h  
25、相干增益模型 169 Q2xzux~T  
26、谐振腔往返传输内的采样 181 6t`cY  
27、光纤激光器 191 hdH}4W  
H}}C>p"!,  
GLAD案例索引手册 A]s|"Pav,  
WQYw@M~4Q!  
目录 m2PI^?|e  
4Y}{?]>pu  
目   录 i 5*Y(%I<  
 i(n BXV{  
@7,k0H9Moa  
GLAD软件简介 1 _B^Q;54c  
Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2 X?OH//co  
Ex1a: 基本输入 2 GUqBnRA8j  
Ex1b: RTF命令文件 3 ^1,VvLA+  
Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4 #qdfr3  
Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5 45tQ$jr`1  
Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5 3etW4  
Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6
9g`o+U{  
Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6 4Yya+[RY  
Ex3: 单位选择 7 W 33MYw  
Ex4: 变量、表达式和数值面 7 TK
Z[H$Z  
Ex5: 简单透镜与平面镜 7 PFPZ]XI%F  
Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8 h_K!ch}  
Ex7:  mirror/global命令 8 z[0B"f  
Ex8: 圆锥曲面反射镜 11 4jdP3Q/  
Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11 ,ftKRq  
Ex8b: 离轴单抛物面 12 5?1:RE(1  
Ex8c: 椭圆反射镜 12 tsN,yI]-VA  
Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12 zP|^) h5  
Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12 <K zEn+  
Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17 i5jsM\1j  
Ex10: 宏、变量和udata命令 17 &Z6s\r%  
Ex11: 共焦非稳腔 17 ,\=,,1_  
Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18 MI\35~JAN  
Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18 QNm8`1  
Ex11c: 发散输出的非稳腔 19 R*r;`x  
Ex11d: 注入相反模式的空腔 19 BXB ZX@jVk  
Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20 .h[yw$z6  
Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20 D $3Mg  
Ex13: 相位像差 20 eNX!EN(^  
Ex13a: 各种像差的显示 21 h@yn0CU3.  
Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23 :2(U3~3:  
Ex14: 光束拟合 23 -|_MC^)  
Ex15: 拦光 24 ![j?/376  
Ex16: 光阑与拦光 24 oA]rwaUX  
Ex17: 拉曼增益器 25 ~l"]J'jF"H  
Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26 b,uudtlH  
Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26 jPa"|9A  
Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28 |!E: [UH  
Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29 _mc-CZ  
Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29 u@pimRVo  
Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30 QSSA)  
Ex24: 大气像差与自适应光学 31 6w)a.^yx7  
Ex24a: 大气像差 32 q1?}G5a?  
Ex24b: 准直光路中的大气像差 32 &ws^Dm]R  
Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32 25{-GaB
 
Ex25: 地对空激光通讯系统 32 G_/DzJBF  
Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34 m< Y I}  
Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34 Yh2[ nF_  
Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35 T1#r>3c\  
Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35
]-"G:r  
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 xTg=oq  
Ex28: 相位阵列 35 y$[:Kh,  
Ex28a: 相位阵列 35 chA7R'+LA  
Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35 =bJ7!&  
Ex29: 带有风切变的大气像差 35 liU8OXBl  
Ex30: 近场和远场的散斑现象 36 Bht!+  
Ex31: 热晕效应 36 #Ic)]0L  
Ex31a: 无热晕效应传输 37 VDTt}J8  
Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37 @A'@%Zv-  
Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37 E.eUd4XG  
Ex32: 相位共轭镜 37 1Y'NG<d_  
Ex33: 稳定腔 38 {ep(_1  
Ex33a: 半共焦腔 38 cp$GP*{@  
Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，理想透镜 39 MUn(ZnQy|  
Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39 ! G3Gr  
Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39 1V.oR`&2E  
Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40 R9\ )a2  
Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40 <NWq03:&  
Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41 f9D01R fo  
Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41 c*.-mS~Z`  
Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41 LS]0p#  
Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42 sm"s2Ci=}  
Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42 je85G`{DC  
Ex33k: 拓展腔与伪反射 42 OXJ
'-EZH  
Ex33l: 谐振腔耦合 43 V:h7}T95  
Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45 .tcdqL-'  
Ex34: 单向稳定腔 45 N@0cn q:"  
Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47 ZeLed[J^xJ  
Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51 Z\3~7Ek2m  
Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53 ,pIh.sk7s*  
Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54 zf;sdQ;4  
Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56 ,&.$r/x|?  
Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56 o$Ju\(Y$<+  
Ex36: 有限差分传播函数 57 PdtL Cgd  
Ex36a: FDP与软孔径 58 lg +>.^7k  
Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58 Vh{(*p  
Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58 LU/;`In  
Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58 BU#3fPl  
Ex37b: 偏振，表面极化效应 60 6n^@Ps  
Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61 9y&bKB2,  
Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61 GZ^Qt*5 {  
Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61 ?N^1v&Q  
Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61 ;5DDV6  
Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62 />6ECT  
Ex38: 剪切干涉仪 h4#'@%   
62 _n1[(I  
Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62 9dmoB_G  
Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64 _b$ yohQ  
Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64 t)1`^W}  
Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65 %&S9~E D  
Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66
te
4=  
Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66 "}V_.I*+  
Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66 4*&k~0#t  
Ex46: 光束整形滤波器 68 .+,U9e:%  
Ex47: 增益片的建模 68 PMUW<UI  
Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70 5owK2  
Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70 zz /4 ()u  
Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70 inip/&P?V  
Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70 \
W]gy_=D{  
Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70 mRa\ wEg%  
Ex48: 倍频 70 zy5FO<->  
Ex49: 单模的倍频 71 ?}uuTNLl)  
Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71 HItN
d  
Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71 @S=9@3m{w;  
Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72 f,4erTBH  
Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72 tv26eK 38  
Ex52: 锥像差 72 QFMAy>Gdn  
Ex53: 厄米高斯函数 74 Ek1c>s,t  
Ex53a: 厄米高斯多项式 75 Nte$cTjX  
Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75 /ywP 0  
Ex54: 拉盖尔函数 75 N<1+aL\  
Ex55: 远场中的散斑效应 75 
q k6  
Ex56: F-P腔与相干光注入 75 K{{_qFj@<y  
Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76 kRc+OsY9
 
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 r! HXhl  
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 aL%E
#  
Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76 fbU3-L?  
Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76 uKXNzz  
Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76 Fn7OmxfD  
Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76 n}j6gN!O  
Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77 "?.#z]']  
Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79 2 rr=FJ  
Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79 1I{8 |  
Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79 a eeo
r  
Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79 !1fZ7a  
Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79 9 @xl{S-  
Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80 !nCq8~#  
Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80 @0 /qP<E  
Ex59c:  2f透镜，焦平面扫描 80 ( *Xn"o  
Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80 n{i,`oQ"  
Ex60a: 对散焦的简单优化 80 2 U]d1  
Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81 6tndC o;`  
Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81 L-!1ybB^  
Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81 Q{RmE:  
Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81 10i$b<O  
Ex61: 对加速模型评估的优化 82 (Xcy/QT  
Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82 &'x~<rx  
Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85 ".tL+A[  
Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85 -~|{q)!F  
Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85 !7 dct#4  
Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85 s0^(yEcq  
Ex65: 非相干成像与光学传递函数（OTF） 85 ?)y^ [9  
Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86 dniU{v  
Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87 AoeRoqg&#  
Ex67a: 六边形透镜阵列 88 `}$o<CJ  
Ex67b: 矩形透镜阵列 88 #5Z`Q^  
Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88 p.SipQ.P  
Ex67d: 矩形柱透镜 88 #F.jf2h@  
Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88 *Bq}.Yn  
Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88 52d
D(  
Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88 U~N7\Pa4  
Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88 ^A
q0<  
Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88 8s@N NjV  
Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89 k=hWYe$iAz  
Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89 Z0jgUq`r  
Ex69: 速率方程与瞬态响应 89 12KC4,C&1i  
Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89 )&Oc7\J,  
Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92 r8Mx+r  
Ex69c: 速率方程与单步骤 92 4 "HX1qP  
Ex69d: 半导体增益 92 @)?]u U"L  
Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93 {K]5[bMT  
Ex69f: 速率方程的数值举例 93 \A"o[A2v  
Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93 -f)fiQ-<  
Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93 )O
DF6Ag  
Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93 rNii,_  
Ex69j: 稳态速率方程的解 93 x8PT+KC  
Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93
3KkfQ{  
Ex70: Udata命令的显示 93 "y,YC M`  
Ex71: 纹影系统 94 3}0\W.jH  
Ex72: 测试ABCD等价系统 94 ~,b^f{7`!  
Ex73: 动态存储测试 95 .p&@;fZ  
Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95 ~ELMLwn.  
Ex75: 锥面镜 95 'J|)4OG:  
Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95 %w*)7@,+-  
Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97 ttzNv>L,  
Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97 l%0bF9\  
Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98 ff\~`n~WZ  
Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔 t'rN7.d  
。。。。后续还有目录 /
x6p  
对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系 ZgP%sF  
wZ
iUzS;v  

图片:微信二维码.jpg