[产品]激光与物理光学-《GLAD典型案例手册》 [复制链接]

前言 K]kL?-A#'  
,{8~TVO  
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。 4)'5;|pI  
A7|"0*62  
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。 _7$j>xX  
GLAD的使用方法为调用内部各类“积木”进行建模、传输和分析。积木的类型包括：用于进行系统和光束初始化的命令；用于表征各类像差和相位屏的命令；用于表征各类传统光学元件的命令；用于表征各类非线性过程的命令；用于表征激光增益介质的命令；用于光束参数诊断的命令；用于计算结果输入、输出的命令等。只要将不同类型的积木有机“组装”起来就可以轻松实现任意光学系统的模拟。 eIof{#  
T| 4c\  
GLAD的应用领域包括：（1）包含传统光学元件，如各种透镜、反射镜、棱镜的光学系统的衍射传输分析；（2）光束质量的分析和评价；（3）二元衍射光学元件的分析；（4）各种波导的分析；（5）激光系统的分析：无源腔性能分析，含各类增益介质的有源腔分析；（6）多种非线性过程的模拟。 O%c6vp7  
wM!QU{Lz  
为了使广大有志于采用GLAD进行光学系统设计及仿真的师生及研究人员更加全面地了解GLAD的功能，熟悉GLAD的使用，本书从GLAD的案例手册中精选了二十七个案例进行解读，希望对于各位运用GLAD解决实际问题有所裨益。 VIi|:k  
不当之处，敬请指正！ >%[(C*Cks  
/~ V"v"7E  
=$BgIt  
目录 YuPgsJ[m  
前言 2 8<.KWr  
1、传输中的相位因子与古伊相移 3 9sE>K)  
2、带有反射壁的空心波导 7 E>'pMw  
3、二元光学元件建模 14 `+zr PpX  
4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21 Vs07d,@w>  
5、大气像差与自适应光学 26 j./bVmd.  
6、热晕效应 29 u5R^++  
7、部分相干光模拟 34 dr/!wr'&hS  
8、谐振腔的优化设计 43 F=P|vYL&&  
9、共焦非稳腔模拟仿真 47 jH:*x$@ =  
10、非稳环形腔模拟 53 7B&nV92S  
11、含有锥形反射镜的谐振腔 58 %0u7pk  
12、体全息模拟 63 !J2Lp  
13、利用全息图实现加密和解密 68 n.A  
14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75 2RE }l=h5  
15、拉曼放大器 80 5/*ZqrJw{"  
16、瞬态拉曼效应 90 Nxt/R%(  
17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97 dR=SW0Oa{
 
18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104 )m)>k` 0  
19、光学参量振荡器 109 MPGQ4vi&  
20、激光二极管泵浦的固体激光器 114 xMuy[)b  
21、ZIG-ZAG放大器 122 GzR;`,_O/  
22、多程放大器 133 KM\`,1?x92  
23、调Q激光器 153 < )?&Jf>_  
24、光纤耦合系统仿真 161 hQet?*diU  
25、相干增益模型 169 {_ 1q`5o  
26、谐振腔往返传输内的采样 181 !.w S+  
27、光纤激光器 191 
] 2b@mX  
% vP{C  
GLAD案例索引手册 m[8#h(s*t  
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目录 Tw`l
4S&  
tx.YW9xD  
目   录 i $YSOkyC?  
$L`7J$'^  
<w:fR|O  
GLAD软件简介 1 /JfXK$`  
Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2 X F40;urm  
Ex1a: 基本输入 2 ah
f$#UQLb  
Ex1b: RTF命令文件 3 >H%8~ Oek  
Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4 aY?}4Bx  
Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5 \m\.+q]  
Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5 i&KbzOY  
Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6 onmO>q*  
Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6 zzx4;C",u  
Ex3: 单位选择 7 v>e4a/
  
Ex4: 变量、表达式和数值面 7 Fb}9cpz{  
Ex5: 简单透镜与平面镜 7 iy4JI,-W  
Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8 LTCj
w_<7  
Ex7:  mirror/global命令 8 gGX/p6"  
Ex8: 圆锥曲面反射镜 11  KA<  
Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11 ,L^L uw'7  
Ex8b: 离轴单抛物面 12 ^:q(ksssY  
Ex8c: 椭圆反射镜 12 ae<KUThm.  
Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12 !hc7i=V
?  
Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12 9QYU J  
Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17 ULJI`I|m  
Ex10: 宏、变量和udata命令 17 [_~U<   
Ex11: 共焦非稳腔 17 Jw^+t)t  
Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18 mPu5%%  
Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18 Vy?w,E0^:  
Ex11c: 发散输出的非稳腔 19 `#UTOYx4  
Ex11d: 注入相反模式的空腔 19 r({(;  
Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20 &sKYO<6K}  
Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20 $M8'm1R9  
Ex13: 相位像差 20 H
;CGLis  
Ex13a: 各种像差的显示 21 "K@os<  
Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23 RWoiV10  
Ex14: 光束拟合 23 Z4e?zY  
Ex15: 拦光 24 FxUH?%w  
Ex16: 光阑与拦光 24 j4l7Tx  
Ex17: 拉曼增益器 25 LY|h*a6Ym  
Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26 x?%vqg^r  
Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26 Soa.thP
 
Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28 qV}zV\Nz  
Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29 >Kr,(8rA  
Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29 JvUKfsnu{  
Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30 OUs2)H61  
Ex24: 大气像差与自适应光学 31 o1Xk\R{  
Ex24a: 大气像差 32 l5R H~F  
Ex24b: 准直光路中的大气像差 32 kY|_wDBSb\  
Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32 b+C>p2%  
Ex25: 地对空激光通讯系统 32 06ueE\@Sg  
Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34 E`X+fJx  
Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34 2"mO"2d%  
Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35 )sL:iGU  
Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35 8Yj(/S3y  
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 uwIZzz  
Ex28: 相位阵列 35 LHacHv  
Ex28a: 相位阵列 35 N\vc<Zpn  
Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35 8@r+)2  
Ex29: 带有风切变的大气像差 35 KctD=6  
Ex30: 近场和远场的散斑现象 36 q/Gy&8 K  
Ex31: 热晕效应 36 O,bj_CWx  
Ex31a: 无热晕效应传输 37 -1< }_*  
Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37 }&!rIU  
Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37 P#yS]F/  
Ex32: 相位共轭镜 37 8n'C@#{WV  
Ex33: 稳定腔 38 H,uOshR  
Ex33a: 半共焦腔 38 O" z=+79q  
Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，理想透镜 39 :H?p^d e  
Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39 bFTWuM  
Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39 SKYS6b  
Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40 Fc nR}TE  
Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40 xi.;`Q^#  
Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41 3)T
5}_  
Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41 e0hT  
Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41 mp5]=6~:m  
Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42 8Mp
  
Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42 5[@4($q8  
Ex33k: 拓展腔与伪反射 42 *{tJ3<t(1  
Ex33l: 谐振腔耦合 43 i=SX_#b^  
Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45 a @TAUJ,  
Ex34: 单向稳定腔 45 %fxGdzu7.  
Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47 &'(:xjN  
Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51 iPs()IN.O  
Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53 myXp]=Sb?  
Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54 ]{;K|rCR-  
Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56 ~fS#)X3 D  
Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56 ?C4a,%  
Ex36: 有限差分传播函数 57 O,DA{> *m  
Ex36a: FDP与软孔径 58 'QkL%z0  
Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58 gzuM>lf*{  
Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58 :qnRiK]  
Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58 i/WYjo  
Ex37b: 偏振，表面极化效应 60 6vmkDL8{A8  
Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61 ]5} =
r  
Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61 TpnkJygIm  
Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61 )}/9*  
Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61 v1;`.PWD  
Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62  Kp!P/Q{  
Ex38: 剪切干涉仪 J4x1qY)Y&v  
62 6KV&E8Gn  
Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62 &&tQ,5H5  
Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64 fOrqY,P'  
Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64 (z"Cwa@e  
Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65 *S;v406  
Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66 `33+OW  
Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66 Q%@l`V)Rs  
Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66 r$*k-c9Bf  
Ex46: 光束整形滤波器 68 &?x^I{j  
Ex47: 增益片的建模 68 _{-GR-  
Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70 o.sa?*  
Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70 A4'vJk  
Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70 0PTB3-  
Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70 ` R^[s56wp  
Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70 K\o!  
Ex48: 倍频 70 (swP#t5S  
Ex49: 单模的倍频 71 5$N4<Lo7  
Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71 utRvE(IbmV  
Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71 011 _(v  
Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72 ]`+>{Sx 1  
Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72 zYF'XB]4  
Ex52: 锥像差 72 %!x\|@C  
Ex53: 厄米高斯函数 74 
>b<br  
Ex53a: 厄米高斯多项式 75 ,7tN&R_  
Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75 !) LMn  
Ex54: 拉盖尔函数 75 MNkysB(  
Ex55: 远场中的散斑效应 75 llQDZ}T  
Ex56: F-P腔与相干光注入 75 <A+Yo3|7  
Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76 dH?;!sJ  
Ex56b: 在古伊相位附近对注入信号光进行扫面，峰值出现在140° 76 R (4 :_ xc  
Ex56c: 通过正交化确定损耗第二小的模式的古伊相位及其建立过程 76 T4._S:~  
Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76 [+>$'Du  
Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76 GT2;o  
Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76 dIMs{!  
Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76 RIb< 7  
Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77 Ij/c@#q.  
Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79 Y{um1
)k  
Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79 q4lL7@_  
Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79 X]Sr]M^EK  
Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79 e2Ba@e-  
Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79 ,8EeSnI  
Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80 0M-Zp[w\-  
Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80 lbTz  
Ex59c:  2f透镜，焦平面扫描 80 8_m
dh+  
Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80 ogDyrY}]  
Ex60a: 对散焦的简单优化 80 GS\-  
Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81 $OmcEd  
Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81 o
+q4Vg9&  
Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81 F(}d|z@@  
Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81 @N"h,(^  
Ex61: 对加速模型评估的优化 82 .K;*uq:0  
Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82 %UY=VE\F  
Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85 nD!C9G#oS  
Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85 6HF
A2~A  
Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85 ,Ix7Yg[  
Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85 auaFP-$`f  
Ex65: 非相干成像与光学传递函数（OTF） 85 H\8.T:>  
Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86 dV.)+X7<  
Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87 v #IC  
Ex67a: 六边形透镜阵列 88 k;l^wM  
Ex67b: 矩形透镜阵列 88 `p*7MZ9-  
Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88 I&1h/  
Ex67d: 矩形柱透镜 88 2lE { P  
Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88 yEzp+Ky  
Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88 2gb49y~  
Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88 GcHWalm  
Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88 pjrVPi5&t  
Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88 rL&585  
Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89 laKMQLtv  
Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89 12;"K?7{  
Ex69: 速率方程与瞬态响应 89 RkP7}ZA;  
Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89 @_h/%>0  
Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92 nRb#M  
Ex69c: 速率方程与单步骤 92 ~$YFfv>  
Ex69d: 半导体增益 92 /,c9&it(M  
Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93 Y
&]pC  
Ex69f: 速率方程的数值举例 93 r]kLe2r:B  
Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93 c]t=#  
Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93 ~Se/uL;*  
Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93 33s.p'  
Ex69j: 稳态速率方程的解 93 %l5Uy??Z  
Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93 //_v"dqP{)  
Ex70: Udata命令的显示 93 Xp4pN{
he  
Ex71: 纹影系统 94 /$/\$f$  
Ex72: 测试ABCD等价系统 94 AIN_.=]"?  
Ex73: 动态存储测试 95
f:=q=i  
Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95 .lOEQLt  
Ex75: 锥面镜 95 i*nNu-g  
Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95 Go+f0aig  
Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97 57%:0loW  
Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97 C4#'`8E  
Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98 j""u:l^+x  
Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔 
zG+oZ  
。。。。后续还有目录 CQ"5bnR  
对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系 . p<*n6E  
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