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]~i uUHm GLAD的计算与该理论相符甚好。
e)
/u>I %8`1Li6g
WkU)I2oH 参考文献 /KJx n6 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&$, C 谐振腔参数
7]HIE]# ----------------------------------------
DT7-v4Zd 等效菲涅尔数 0.5
q%=7<( w 放大倍率 2
RGPU~L 腔长 90cm
(1r>50Ge 孔径1半径 0.3cm
nF!_q;+Vp 孔径2半径 0.6cm
!\D]\|Bo -----------------------------------------
Pi]s<3PL oE|{|27X ## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的
光束能量为分配的值
c_8 mQ ## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数
%Cbc@=k ##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏
XKPt[$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`{kqc 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
$d[:4h~ plot/watch ex11a_4.plt
TmH13N] plot/liso 1 ns=64
Gf.o{ @a3v[}c* c###生成环围功率表
P&,cCR> encircled/calculate/energy 1
|VF"Cjw? encircled/udata 1
,B>b9,~3a title ex 11: encircled energy
m*,[1oeG& plot/watch ex11a_5.plt #
;P#*R3
plot/udata 1 min=0. max=1. #
[,X,2 end
YhR"_ 图1.刮刀镜镜前会聚横模 7u0R=q
LZ: \V)5+ 图2.单程能量损失图
*dgNpJ 9 图3 l[{}ZKZ
"$YLU}S9 图4.刮刀镜镜后会聚横模 eZ$1|Sj]j
> PA,72e 图5.准直谐振腔的远场分布 kfECC&"
,6pH *b$ 图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线