[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： {N2MskK  
L&LK go  
     (11.1) L6=`x
a,  
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<sub>c</sub>=2，N<sub>eq</sub>=0.75。 $\A=J  
kMP3PS  
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%。 /pS Y~*  
e;G}T%W  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 nqMXE82  

{oK4 u  
yrVk$k#6}  
参考文献 3BzC'nplm  
A4>
j4\A[M  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). M\rZr3  
AkE(I16Uy~  
fS#I?!*}  
C 谐振腔参数 g<(\#F}/  
---------------------------------------- U1^3 &N8  
等效菲涅尔数      0.5 e"O c  
放大倍率          2 M!)~h<YL  
腔长              90cm 3JJE
j1O  
孔径1半径       0.3cm _(%;O:i  
孔径2半径      0.6cm yJn<S@)VT:  
----------------------------------------- ,z0~VS:g8  
wXKg^%t\  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 :'0.  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数 x@*!MC#  
##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 2{;~Bgd  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 DO{Lj#@  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 rctGa ,l  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 SWWeN#Q  
0 F-db  
####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 =Y`e?\#`  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 fDD^?/^  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 p38RgEf  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 .TpM3b#r  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 PyQ P K,  
prop 90                              # 向后传播90cm eRm 9LOp  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 cfhiZ~."T  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 &\>.j|  
prop 90 # 向前传播90cm Pof]9qE-y  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy GMW,+  
write/screen/on  # 写屏 ;&i4QAo-  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 Yx"un4  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # w6&p4Jw/H?  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 9L7jYy=A#  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 %s*F~E  
if STOP macro/exit  # 条件退出   (F=q/lK$  
if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句 "l[ c/q[  
title resonator mode pass = @pass_number   -ztgi
rU  
plot/l xrad=.75   XkRPD  
endif YG K7b6  
macro/end h"ZR`?h  
bBg=X}9  
###初始化变量 |kK_B :K  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # ]
Mb:zs<r  
field_radius = 1.6  #调整场半径 @aY>pr5!  
*wp>a?sG\  
c##建立初始单位和高斯场分布 y)uxj-G  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 7;r Jr&.)  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 h;DLD8L  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 M T]2n{e  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 V_"UiN"o  
hZwJ@ Vm#  
c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出 aaRc?b'/  
gain/eigenvalue/set 1   88g|(k/  
plot/screen/pause 3 ]o2jSD  
TEST = 1   JrNqS[c/  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 |{ TVW  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 CKy/gTN  
TEST = 0   \w@V7~vA  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 /ei(Q'pc[  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 IrMxdF~c  
noise 1 1                                 #从噪声开始 _;'<}a  
resonator/run 30                         #宏运行30次 [oDu3Qn  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 OKV/=]GS  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 MHPh!  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 EK2mJCC|  
Gy6PS{yY6t  
###绘制汇聚场分布 t .-%@,s  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 N:~CN1  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 h[i@c`3/2  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           yt[*4gF4  
obs 1 .3                           cH6<'W{*  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 a?1Ml>R6P  
plot/watch ex11a_3.plt             > JP}OS  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         1+v!)Y>Z&  
D]'/5]~z<  
c##应用透镜并传播到远场 U#
g,XJ  
lens/sph 1 100                   Jk}Dj0o  
prop 100                         |3P dlIbO  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 ]=vRjw  
plot/watch ex11a_4.plt             TxP8&!d  
plot/liso 1 ns=64                 4_W*LG~2s  
jg\FD51$  
c###生成环围功率表 /pQUu(~h_  
encircled/calculate/energy 1      
_
fjHa6S  
encircled/udata 1                 |32uC3?o  
title ex 11: encircled energy       )NmYgd~%  
plot/watch ex11a_5.plt # ('1]f?:M  
plot/udata 1 min=0. max=1. # Ci$?Hm9n  
end l]~mB~  
,w%hD*  
$ #bWh  
Jxsch\  
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5@\"L  
G'{*guYU