[技术]GLAD：共焦非稳腔模拟仿真 [复制链接]

采用球面反射镜构造了一个共焦非稳腔，该结构与Siegman和Miller描述的结构一致[1]。该谐振腔的准直菲涅尔数和等量菲涅尔数分别为： P. V\ov7m2  
nQLs<]h1  
     (11.1) |uUuFm  
其中，a是孔径半径，L为腔长，λ为波长，M是准直倍率。相应的参数数值为:L=90cm，a=0.3cm，M=2，λ=10μ。带入后计算得：N_c=2，N_eq=0.75。 {LB`)Kuu  
80&D""  
激光在腔中来回一次后，分布的单位是初始时的两倍。要开始另一次来回传输，单位需要缩放到原来的单位，根据Siegman和Miller理论，每个来回损耗大约为44%。 Q[_Ni15  
Eo=HNe  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 z8iENECwj  
r{ @
`o@q  
KH}t:m+h  
参考文献 !S,pR
S+  
_*`q(dYcf  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). ScJu_Af  
hqW$kw  
FfYsSq2l  
C 谐振腔参数 %b<%w   
---------------------------------------- h48 bb.p2  
等效菲涅尔数      0.5 fM:80bnL+  
放大倍率          2 WZ*&@|w  
腔长              90cm 4ftj>O  
孔径1半径       0.3cm 2"M
_sL  
孔径2半径      0.6cm \=g!$  
----------------------------------------- r@|ZlM@O  
X_?%A54z?  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 @:gl:mc  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数 065A?KyD  
##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 9 z*(8d  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 <^sAY P|  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 B;c=eMw  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 jt%WPkY:  
p JX, n  
####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 Xz* tbW#  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 |"\lL9CT  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 8b~7~VCk  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 me$$he  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 V"g~q?@F  
prop 90                              # 向后传播90cm 6`j<l5-h  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 G5+]DogS  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 rgn|24x  
prop 90 # 向前传播90cm )$F6  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy SyB-iQ
n  
write/screen/on  # 写屏 n}5x-SxS0  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 buc*rtHfA  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # 9/H^t*
5t  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 [Ekgft&  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 c}\ d5R_L  
if STOP macro/exit  # 条件退出   %w@ig~vD'  
if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句 2dyxKK!\a  
title resonator mode pass = @pass_number   skSNzF7'  
plot/l xrad=.75   qL~Pjr>cF  
endif ?a8nz, zb  
macro/end qKx59  
!g/_w  
###初始化变量 !$XO U'n  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # #nDL  
field_radius = 1.6  #调整场半径 I')x]edU  
/gF]s_
 
c##建立初始单位和高斯场分布 LA
>dkPB  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 '[xut1{  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 h!~|6nj  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 fl!1AKSn@N  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 "$4hv6 s  
]X4RnV55Q  
c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出 \O,j}O'  
gain/eigenvalue/set 1   m(h/:JZ\  
plot/screen/pause 3 ZS|Z98  
TEST = 1   N6f%>3%1|.  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 >4#tkv>S.  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 tTE3H_  
TEST = 0   oRV]p  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 #d$d&W~gE  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 <w%DyRFw3  
noise 1 1                                 #从噪声开始 <"{+  
resonator/run 30                         #宏运行30次 FBE @pd  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 &<#/&Pq/i  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 YDdLDE  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 h^Arb=I  
18J.vcP  
###绘制汇聚场分布 J>/Ci\OB  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 m|(I} |kT3  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 ,2E`:#$  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           lxr@[VQ  
obs 1 .3                           aJ% e'F[  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 he_HVRpB  
plot/watch ex11a_3.plt             8rnb  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         oR4fK td  
{Nzmb|&  
c##应用透镜并传播到远场 EgkZ$ah  
lens/sph 1 100                   zS,%msT^A  
prop 100                         !#l0@3  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 <7@mg/T  
plot/watch ex11a_4.plt             tOu90gu  
plot/liso 1 ns=64                 k QB 1=c  
*#3voJjV(  
c###生成环围功率表 qT&S  
encircled/calculate/energy 1       -zkW\O[  
encircled/udata 1                 $@lq}FQ%  
title ex 11: encircled energy       "`y W]v  
plot/watch ex11a_5.plt # E5v|SFD  
plot/udata 1 min=0. max=1. # #J'Z5)i|  
end |% la  
*8pe<:A#p  
KzxW?Ji$S  
_.oRVYK/  
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