[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： uKx:7"KD  
NEBhVh  
     (11.1) i\xs!QU  
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。 z~H1f$}  
d?oXz|;H(  
激光在腔中来回一次后，分布的单位是初始时的两倍。要开始另一次来回传输，单位需要缩放到原来的单位，根据Siegman和Miller理论，每个来回损耗大约为44%。 X9*n[ev  
KXWcg#zFY  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 gwaSgV$z  
4H 6t" X  
@]Q4K%1^"  
参考文献 ?q!4REM  
`I7s|9-=  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). Au2^ T1F  
dsIbr"m  
MTYV~S4/  
C 谐振腔参数 F}Zg3#  
---------------------------------------- U&3!=|j  
等效菲涅尔数      0.5  (?Ku-k  
放大倍率          2 H{cOkuy  
腔长              90cm e1[ReZW  
孔径1半径       0.3cm N XB8u6  
孔径2半径      0.6cm BA a:!p  
----------------------------------------- ~&:-c v  
Uz;^R@  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 v&:[?<6-  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数 @3n!5XM{EE  
##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 l>*X+TpA,  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 zlLZ8b+  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 0+mR y57  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 5Sl"1HL  
;(K/O?nrJ  
####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 uGAQt9$>_  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 TTG=7x:3  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 F-kjv\  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 -~z@W3\  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 7sVM[lr<  
prop 90                              # 向后传播90cm \BBs;z[/  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 Y
6wr}U  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 %LnLB  
prop 90 # 向前传播90cm 33%hZ`/>  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy m03dL^(   
write/screen/on  # 写屏 2IJniS=[>  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 /CALXwL  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # p;4
FZ$  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 $2FU<w$5  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 x|Uwk=;X|s  
if STOP macro/exit  # 条件退出   |kmP#`P~  
if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句 j&ti "|2\  
title resonator mode pass = @pass_number   *6JA&zj0B  
plot/l xrad=.75   G;gsDn1t  
endif )EMlGM'2q  
macro/end
jl59;.P  
!@!603Gy  
###初始化变量 IV~)BW leT  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # e=XP4h  
field_radius = 1.6  #调整场半径 x`?>j$  
+PPQ"#1pS  
c##建立初始单位和高斯场分布 <=CABWO.  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 '(iPI  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 54{E&QvL8o  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 [vI ;A!  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 P}'B~~9W  
(KO]>!t  
c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出 t=lDN'\P  
gain/eigenvalue/set 1   m +A4aQ9  
plot/screen/pause 3 i^WY/ OhL  
TEST = 1   NxJnU<g-  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 $,Q]GIC  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 jNbVp{%/S}  
TEST = 0   ^vm6JWwN0B  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 S9DXd]6q_  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 NJJ=c
h  
noise 1 1                                 #从噪声开始 Z<<=2Xl(  
resonator/run 30                         #宏运行30次 0fj C>AS  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 t=eI*M+>h  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 nh7_ jEX  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 DhxS@/  
RKzO$T  
###绘制汇聚场分布 NPv.7,  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 #P!<u Lc%  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 I[rR-4.F]  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           /7#MJH5b6  
obs 1 .3                           6RI
bsy  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 N, u]2,E  
plot/watch ex11a_3.plt             z3[J sE%  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         7Wv.-LD6  
?!m\|'s-  
c##应用透镜并传播到远场 S~r75] "  
lens/sph 1 100                   VZ IY=Q>g  
prop 100                         ,ye[TQ\,M  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 f4,|D |  
plot/watch ex11a_4.plt             t<c7%i#Od  
plot/liso 1 ns=64                 YeT{<9p  
gdSqG2/&  
c###生成环围功率表 L!Tvz(_7f6  
encircled/calculate/energy 1       N,B!D~@  
encircled/udata 1                 34CcZEQQ  
title ex 11: encircled energy       vx7=I\1  
plot/watch ex11a_5.plt # 7V@r^/`8N  
plot/udata 1 min=0. max=1. # tKyGD|g S  
end UM0Ws|qx&  
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*[i49X&rd  
C(h<s e?  
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