[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： H7!j5^  
^\:"o  
     (11.1) s 8O"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。 CU'$JF  
LRl2@&z<  
激光在腔中来回一次后，分布的单位是初始时的两倍。要开始另一次来回传输，单位需要缩放到原来的单位，根据Siegman和Miller理论，每个来回损耗大约为44%。 c+P.o.k;  
-)_"7}|u5  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 i|A0G%m]$  
k4Ed7T-  
H<bYm]a%  
参考文献 SJ4[n.tPI  
t/xWJW2  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). L}r#KfIb  
.=rS,Tpo  
/~RY{ c@#L  
C 谐振腔参数 uR#aO''  
---------------------------------------- "i3wc&9!?W  
等效菲涅尔数      0.5 %
DH2]B? 0  
放大倍率          2 [k qx%4q)  
腔长              90cm stn/  
孔径1半径       0.3cm q5<'pi   
孔径2半径      0.6cm iupuhq$]  
----------------------------------------- {uVvo=3  
G 92\` Q  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 "tax  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数 rt-^?2c?  
##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 RlJt+lnV  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 7mG/f
 
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 op!8\rM<e  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 t.0F  
d~#>.$Uu  
####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 aPD
4S&"Q  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 6@ B_3y  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 T\Zf`.mt  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 h0i/ v  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 ,T:Uk*Bj  
prop 90                              # 向后传播90cm A{3VTe4TV  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 E8$k}I  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 J@$h'YUF  
prop 90 # 向前传播90cm /Z':wu\  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy "9Q @&C  
write/screen/on  # 写屏 2/[J<c\G  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 hsYS<]  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # >iE/t$%1  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 ]mO$Tg&s~  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 ,mkXUW  
if STOP macro/exit  # 条件退出   6k569c{7  
if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句 -B+Pl*  
title resonator mode pass = @pass_number   \53(D7+  
plot/l xrad=.75   Tvdg:[V<  
endif `XT8}9z!  
macro/end OFcLh  
*2nQZ^c.  
###初始化变量 ;/hR#>ib  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # 8OV;&Z,x  
field_radius = 1.6  #调整场半径 K=S-p3\g  
]yg3|C;  
c##建立初始单位和高斯场分布 SQ$|s%)oB  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 _>:R]2Ew  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 g7Xjo )  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 x}\_o< d  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 ^tp6G  
1#]0\Y(  
c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出 4gyC?#Ed
e  
gain/eigenvalue/set 1   suo;+T=`I  
plot/screen/pause 3 W
DrC  
TEST = 1   K'/,VALp  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 %8U/!(.g  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 2kG(\+\  
TEST = 0   |DB7o+4  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 Dm^Bk?#(  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 `Mg&s*  
noise 1 1                                 #从噪声开始 fv;3cxQp  
resonator/run 30                         #宏运行30次 {nr}C4]o  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 S5%I+G3  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 [SJ-]P|^l  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 KM'*+.I  
 ~OdE!!  
###绘制汇聚场分布 rzl0*
CR  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 #Qir%\*V  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 O1C|{ M  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           Y! 8 I  
obs 1 .3                           Npr<{}ZE  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 &>jSuvVT  
plot/watch ex11a_3.plt             (vO\h8  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         ET2^1X#j  
LtJl\m.th  
c##应用透镜并传播到远场 `<cnb!]  
lens/sph 1 100                   Ne!0`^`~  
prop 100                         t@_MWF  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 a;GuFnfn,  
plot/watch ex11a_4.plt             G8sxg&bf{  
plot/liso 1 ns=64                 3zr95$Mt  
{jK:hQX  
c###生成环围功率表 gG?sLgL:  
encircled/calculate/energy 1       tAi ~i;?  
encircled/udata 1                 +VE] .*T  
title ex 11: encircled energy       per$%;5E"  
plot/watch ex11a_5.plt # g`n5-D@3  
plot/udata 1 min=0. max=1. # }=7? & b  
end ?FV>[&-h#I  
~_XK<}SK  
CO<P$al  
p?6`mH  
j0X Jf<  
9 SBVp6'