[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<g5pv  
*KU:D Y{  
     (11.1) Zw%:mZN   
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。 ~3-+~y=o~  
f}ch1u>  
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%。 s.KfMJ"u[  
3Q)"  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 ra_TN;(  
|RqCI9N6  
fi&>;0?7  
参考文献 0Jd>V  
z U*Mk  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). 4<5*HpW  
#!_ViG )2^  
qDfhR`1k  
C 谐振腔参数 (l(d0g&p>  
---------------------------------------- Z-" NLwt[  
等效菲涅尔数      0.5 o4L
VG  
放大倍率          2 lR`.V0xA  
腔长              90cm $?LegX  
孔径1半径       0.3cm )]E?~$,  
孔径2半径      0.6cm {?A/1q4rr  
----------------------------------------- e"p){)*$  
-b?s\X  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 E5*pD*#  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数 ltkA7dUbu  
##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 fl4'dv  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 e<~bDFH  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 1:u~T@;" `  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 gh `_{l  
E%Ko[G  
####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 SaRn>n\
 
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 ;rnhv:Iw  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 r $YEq5  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 ?f!&M  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 qK%#$Jgq
A  
prop 90                              # 向后传播90cm (S6>^:;=~  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 n*#HokX  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 O>" |5wj  
prop 90 # 向前传播90cm bZj5qjl`x  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy +]~}kvk:  
write/screen/on  # 写屏 z$(`{ o%a  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 *w6F0>u  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # wX!0KxR/Z  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 e{^lD.E  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 ogV v 8Xb  
if STOP macro/exit  # 条件退出   eF4f7>5Cv  
if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句 N,F[x0&?  
title resonator mode pass = @pass_number   zIr-Rx'dL^  
plot/l xrad=.75   9pk-#/ag  
endif uE..1N&*  
macro/end [3x*47o"z  
N~?(<DyZR  
###初始化变量 bJynUZ  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # }"
/>,  
field_radius = 1.6  #调整场半径 lj+&3<E  
H#T&7X_<  
c##建立初始单位和高斯场分布 ],'"iVh  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 &,\my-4c>  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 i\#?M "  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 ~;t/VsgGW  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 vSCJ xSt#e  
f'Oj01[
 
c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出
)vY)Mg  
gain/eigenvalue/set 1   w,0OO f  
plot/screen/pause 3 {CX06BP  
TEST = 1    7b8y
 
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 B& 5Md.h  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 s;[WN.  
TEST = 0   g?@fHFct  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 74c5\UxA  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 L3s"L.G  
noise 1 1                                 #从噪声开始 hK %FpGYA  
resonator/run 30                         #宏运行30次 ;RMevVw|  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 o,/wE  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 NuX
II-  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 0Ld"df*  
6yC4rX!a  
###绘制汇聚场分布 |:L}/onK  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 K :>O X  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 '{)Jhl47   
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           ]UGk"s5A  
obs 1 .3                           N).'>  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 w=5<mw  
plot/watch ex11a_3.plt             l4U  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         E=]|v+#~  
)`mBvS.}  
c##应用透镜并传播到远场 Tz&h[+6`  
lens/sph 1 100                   '*<I<? z;  
prop 100                         x]IJ;  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 s|k&@
jH)  
plot/watch ex11a_4.plt             zu 7Fq]zD  
plot/liso 1 ns=64                 a.
a ,_  
W<$!H V$  
c###生成环围功率表 cNye@}$lu  
encircled/calculate/energy 1       {TDZDH  
encircled/udata 1                 Zb:Z,O(vn  
title ex 11: encircled energy       ^zfs8]QSf  
plot/watch ex11a_5.plt # ~_wSB[z  
plot/udata 1 min=0. max=1. # 7j
88^59  
end {+EnJ"  
s(r4m/  
~y,m7%L  
,vAcri 97  
`^|l+TJG  
FuG;$';H75