[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： j7^A%9  
?(Ua+*b  
     (11.1) W':b6}?  
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。 <@# g2b  
)"?eug}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%。 @`#x:p:  
q`'"+`h  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 1l/t|M^I  
DSRmFxkk  
Z)IF3{*  
参考文献 +~BP~  
_-sFJi8B  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). )Fp$ *]|  
^Z
p  
FrUqfTi+W  
C 谐振腔参数 "G-h8IN^O  
---------------------------------------- 0WfnX>(C7R  
等效菲涅尔数      0.5 E]8uj8K3]  
放大倍率          2 ?:M4GY"gV  
腔长              90cm _g f
mo  
孔径1半径       0.3cm {NQCe0S+p  
孔径2半径      0.6cm `|Hk+V  
----------------------------------------- wx[m-\  
qp)Wt6 k?  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 o$Ylqb#  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数 )#8g<]q  
##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 xkw=os  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 'l`prp3  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 @tPr\F  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 rQ_]%ies8  
\gkhSL
q  
####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 6D[
]Jf,9  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 <5mv8'{L  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 q*4U2_^.  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 lz::6}  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 ^a`3)WBv8  
prop 90                              # 向后传播90cm Ue60Mf
  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 WR`NISSp  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 (hdu+^Qj=  
prop 90 # 向前传播90cm JBLUX,  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy yNEU/>]>2  
write/screen/on  # 写屏 7i{(,:  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 VH~YwO!x  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # b- e  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 oGB|k]6]|  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 x{8h3.ZQ,  
if STOP macro/exit  # 条件退出   N6of$p'N  
if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句 Y)]C.V,~  
title resonator mode pass = @pass_number   L-:@Om!  
plot/l xrad=.75   0}qlZFB  
endif <K<#)mcv  
macro/end 5-$D<}Z  
;3wO1'=  
###初始化变量 fqY'Uq$=  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # 4oH ,_sr  
field_radius = 1.6  #调整场半径 })P!7t  
[`qdpzUp&  
c##建立初始单位和高斯场分布 0+$gR~^^  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 Eyjsbj8  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 kE
.4 #  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 GM'yOJo  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 K)wWqC.  
T]Ai{@i  
c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出 !&hqj
$>-}  
gain/eigenvalue/set 1   J{prI;]K  
plot/screen/pause 3 <$zhNu~  
TEST = 1   jLt3jN  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 ![_0GF
bT  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 MjQju@  
TEST = 0   pvUV5^B(M  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 w(aHB8T  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 S} OO)  
noise 1 1                                 #从噪声开始 M*ZN]9{^.  
resonator/run 30                         #宏运行30次 Ikf[K%NKn  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 qD?`Yd  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 =t)qy5  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 oPr`SYB  
dH;2OWM  
###绘制汇聚场分布 C$PS@4'U  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 wB[f%mHs  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 0V>HoH  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           znTi_S  
obs 1 .3                           ?YS>_MN  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 +llb{~ZN  
plot/watch ex11a_3.plt             ls:oC},p*  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         } v:YSG  
m<-!~ ew  
c##应用透镜并传播到远场 =hFY-~U  
lens/sph 1 100                   7]zZdqG&p`  
prop 100                         F
c5t,P  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 y42Cg  
plot/watch ex11a_4.plt             ll4CF}k  
plot/liso 1 ns=64                 2{63:f1c`'  
#8"oqqYi  
c###生成环围功率表 J|f29B-c  
encircled/calculate/energy 1       +71<B>L   
encircled/udata 1                
/
CNsGx%%  
title ex 11: encircled energy       s. A}ydtt  
plot/watch ex11a_5.plt # I ]ZZN6"  
plot/udata 1 min=0. max=1. # ,7Hyrx`  
end FUI*nkZY  
}8
Y! -qX  
N=<`|I  
oC>J{z  
+|obU9M  
7[;!enO