[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： ~YT>:Np  
U(Hq4D  
     (11.1) kHo;9j-U  
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。 _6QLnr&@j  
RL]lt0O{  
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%。 ?SsRN jeL  
A]~iuUHm  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 e) /u>I  
%8`1Li6g  
WkU)I2oH  
参考文献 /KJxn6  
7Hr4yh[j&  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). ay7+H7^|hZ  
NdED8 iRc  
,{mf+ 3&$,  
C 谐振腔参数 7]HIE]#  
---------------------------------------- DT7-v4Zd  
等效菲涅尔数      0.5 q%=7<( w  
放大倍率          2 RGPU~L  
腔长              90cm (1r>50Ge  
孔径1半径       0.3cm nF!_q;+Vp  
孔径2半径      0.6cm !\D]\|Bo  
----------------------------------------- Pi]s<3PL  
oE|{|27X  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 c_8mQ  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数 %Cbc@=k  
##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 XKPt[$ab  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 C6=;(=?C  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 krnk%
ug  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 @*`UOgP7
 
z&HN>7  
####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 tU~H@'  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 Iz$W3#hi  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 TXvt0&-  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 `))J8j"  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 |EEz>ci  
prop 90                              # 向后传播90cm :z,vJ~PW  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 [@l v]+@
 
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 o!_
; H}pq  
prop 90 # 向前传播90cm R7;rBEt8  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy IM&7h! l"|  
write/screen/on  # 写屏 z1KC$~{O  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 H/la'f#o%  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # a!J ow?(  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 Qc =lf$  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 17[t_T&Ak9  
if STOP macro/exit  # 条件退出   `R=_t]ie  
if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句 :>-sITeY  
title resonator mode pass = @pass_number   2] wf`9ZH  
plot/l xrad=.75   ZtK%b+MBP  
endif ujp,D#xHP  
macro/end iKEKk\j-w  
n YMf[kW  
###初始化变量 'N,NG$G2  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # lo;9sTUHT  
field_radius = 1.6  #调整场半径 hs#s $})}Z  
LVcy.kU@]  
c##建立初始单位和高斯场分布 H=SMDj)s+  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 c68$pgG  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 8{=(#]  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 J<:D~@qq  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 X%\6V;zR#  
exMPw;8  
c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出 p){RSq  
gain/eigenvalue/set 1   ?j$8Uy$$  
plot/screen/pause 3 K~~*M?.Z  
TEST = 1   D'hr\C^  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 ;%.k}R%O@  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 GN"LU
>9|  
TEST = 0   ]]QCJf@p  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 hr"+0KeX  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 qf&
{O:,Z  
noise 1 1                                 #从噪声开始 WD`{kq
c  
resonator/run 30                         #宏运行30次 b0CaoSWo  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 Ox1QP2t6Y  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 EC\:uK  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 'Bn_'w~j{  
=@/^1.`  
###绘制汇聚场分布 PsT v\!  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 B9Tztg  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 gG>^h1_o~  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           N28?JQha  
obs 1 .3                           p%tg->#L  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 T:5%sN;#O  
plot/watch ex11a_3.plt             6? ly.h$  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         f3B8,>  
hf5SpwxLiH  
c##应用透镜并传播到远场 \5c -L_  
lens/sph 1 100                   jmVy4* P_  
prop 100                         l'8wPmy%N  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 $d[:4h~  
plot/watch ex11a_4.plt             TmH13N]  
plot/liso 1 ns=64                 Gf.o{  
@a3v[}c*  
c###生成环围功率表 P&,cCR>  
encircled/calculate/energy 1       |VF"Cj
w?  
encircled/udata 1                 ,B>b9,~3a  
title ex 11: encircled energy       m*,[1oeG&  
plot/watch ex11a_5.plt # ;P#*R3   
plot/udata 1 min=0. max=1. # [,X,2  
end YhR"_  
LZ:\V)5+  
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pJ 9  
"$YLU}S9  
> PA,72e   
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