[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： =}c~BHT  
$h_@`j  
     (11.1) wp*;F#:G  
其中，a是孔径半径，L为腔长，λ为波长，M是准直倍率。相应的参数数值为:L=90cm，a=0.3cm，M=2，λ=10μ。带入后计算得：N<sub>c</sub>=2，N<sub>eq</sub>=0.75。 (x=NA )  
dd4yS}yBlR  
激光在腔中来回一次后，分布的单位是初始时的两倍。要开始另一次来回传输，单位需要缩放到原来的单位，根据Siegman和Miller理论，每个来回损耗大约为44%。 +%gh?  
z5Nw+#m| i  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 A0[flIl  
b|fq63ar;  
^jCkM29eu  
参考文献 ]i$CE|~  
<<;j=Yy({`  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). vkR"A\:  
@69q// #B  
iSFgFJG^  
C 谐振腔参数 <,cDEN7  
---------------------------------------- B
q@G@Qi  
等效菲涅尔数      0.5 Q6vkqu5!=  
放大倍率          2 X)uT-Fy  
腔长              90cm !EKF^n6  
孔径1半径       0.3cm uNx3us-  
孔径2半径      0.6cm mfx'Yw*{  
----------------------------------------- $W0lz#s:  
+p43d:[  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 ,g\.C+.S  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数 Tp0Tce/  
##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 kF\QO [  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 oEi+S)_  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 ]q?<fEG2<  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 cCj}{=U  
,e,fOL  
####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 8o4 vA,  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 :W'1Q2  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 ZMx<:0
ai  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 >)VrbPRuA  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 mY%PG  
prop 90                              # 向后传播90cm * |,V$  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 4QDF%#~q^  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义
XE>XzsnC  
prop 90 # 向前传播90cm (oTx*GP>Y  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy ~i(*.Z) \  
write/screen/on  # 写屏 _|s{G  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 3[Z?
`X  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # I=lA
7}  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 OY@
/18D<>  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 Z~P5SEg  
if STOP macro/exit  # 条件退出   (2a~gQGD  
if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句 X#Hs{J~@p  
title resonator mode pass = @pass_number   g4~{#P^i  
plot/l xrad=.75   \s)j0F)  
endif -aec1+o  
macro/end ,D#~%kq~  
_/PjeEm $p  
###初始化变量 q|Ga   
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # 7W 4[1  
field_radius = 1.6  #调整场半径 KWd]?e)  
#%E~IA%  
c##建立初始单位和高斯场分布 Q4Cw{2r  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 *d)B4qG  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 wtRAq/  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 TT29LC@  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 o 0fsM;K  
OvQG%D}P=  
c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出 6rR}qV,+{  
gain/eigenvalue/set 1   L-$GQGk{  
plot/screen/pause 3 L]9*^al  
TEST = 1   <ZCjQkka>r  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 :x16N|z  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 M(5lSu  
TEST = 0    H'2pmwk  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 *78TT\q<  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 J/)Q{*`_  
noise 1 1                                 #从噪声开始 [,lBY-Kz+  
resonator/run 30                         #宏运行30次 zvSf
W# *  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 Knn$<!>  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 H!7/U_AH  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 V<(cW'zA/  
rw58bkh6  
###绘制汇聚场分布 :5p`H  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 bY]aADv\  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 KZ&8aulP  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           ^F
_c
'  
obs 1 .3                           %m{h1UQQ+  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 gX]?`u  
plot/watch ex11a_3.plt             [_CIN  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         3
M/kfy  
4R}2H>VV%  
c##应用透镜并传播到远场 (LQ*U3J]_  
lens/sph 1 100                   UDGVq S!,E  
prop 100                         4fp}`
U  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 0(HUy`]>  
plot/watch ex11a_4.plt             Sh=z  
plot/liso 1 ns=64                 j#.Aiy:,  
3-z57f,}6~  
c###生成环围功率表 yA=#Ji  
encircled/calculate/energy 1       F d *p3a  
encircled/udata 1                 /_>S0  
title ex 11: encircled energy       a$"3T  
plot/watch ex11a_5.plt # ,D;d#fJ  
plot/udata 1 min=0. max=1. # @2Z{en?  
end 8,=,'gFO  
ioz4kG!  
CKy' 8I9  
XeJn,=  
1Sx2c  
UM3}7|