[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： ma& To=  
39TT{>?`w  
     (11.1) Q^_/By@  
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。 rrBAQY|.  
zO=%J)-=  
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%。 \%A%s*1  
.dmi#%W  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 D'[
Uc6  
XcfKx@l  
SUtf[6  
参考文献 `\Unpp\I  
[_6&N.  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). Mi7
y&~,  
3f76kl(&  
cO#oH2}  
C 谐振腔参数
^U q  
---------------------------------------- (lH,JX`$a  
等效菲涅尔数      0.5 %$ceJ`%1e  
放大倍率          2 8cWZ"v  
腔长              90cm UlovXb  
孔径1半径       0.3cm !?FK We  
孔径2半径      0.6cm K k[`dR;  
----------------------------------------- tj1JB%  
Q(@IK&v  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 " Ar*QJ0]  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数 g!J0L7i|  
##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 P=8>c'Q  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径  _^t-9  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 y2yKm1<Ru<  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 xF
Fr  
)Hw:E
71h2  
####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 _YHu96H;  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 I$q>  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 w~\%vXla  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 ]s1 YaNq  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 6`H.%zM  
prop 90                              # 向后传播90cm &jQ?v@|1c  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 (?&=T.*^  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 W?RE'QV8  
prop 90 # 向前传播90cm tiaR4PB  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy nKh&-E  
write/screen/on  # 写屏 NucM+r1P  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 P`SnavQBt  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP #  u\e\'\  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 :14i?4Fd  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 g@v s*xE  
if STOP macro/exit  # 条件退出   A}VYb:u/  
if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句 DPHQ,dkp  
title resonator mode pass = @pass_number   +V(5w`qx  
plot/l xrad=.75   lX!`zy{3k  
endif ~=n#}{/  
macro/end peVq+(=.  
2 h|e  
###初始化变量 l}g;'9ZB  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # v90T{1+M|4  
field_radius = 1.6  #调整场半径 }=}>9DSM  
m~l F`?  
c##建立初始单位和高斯场分布 pxINw>\Qv  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 \x\ 5D^Vc  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 rjWLMbd.<  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 \c`oy=qY0  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 Cpl;vQ  
!dcwq;Ea  
c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出 <fO4{k*&  
gain/eigenvalue/set 1   yubSj*  
plot/screen/pause 3 d
j9?t  
TEST = 1   t!;/Z6\Pb  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 Yxd X#3  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 f
|7u_
f  
TEST = 0   )9nElb2  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 >`T5
]_a  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 {{yt*7k{  
noise 1 1                                 #从噪声开始 e(B9liXM  
resonator/run 30                         #宏运行30次 )h$NS2B`  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 j5 wRGn3  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 #=e;?w  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 /\d$/~BFi  
^U7OMl4Usq  
###绘制汇聚场分布 dfj\RIV8  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 |Rzy8j*  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 "E=j|q  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           I*[tMzE  
obs 1 .3                           <g2_6C\j  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 -`c:}m  
plot/watch ex11a_3.plt             B7*}c]^6
/  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         L):qu  
 q" @  
c##应用透镜并传播到远场 e_3CSx8Cc  
lens/sph 1 100                   w5C*L)l  
prop 100                         +FFG#6e  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 7Hw<o
jkt  
plot/watch ex11a_4.plt             Kf,-4)  
plot/liso 1 ns=64                 VrP}#3I  
pb;")Q'  
c###生成环围功率表 KU&G;ni2  
encircled/calculate/energy 1       D@YP7  
encircled/udata 1                 y>VcgLIB  
title ex 11: encircled energy       /i|z.nNO  
plot/watch ex11a_5.plt # !UBO_X%dz  
plot/udata 1 min=0. max=1. # &x:JD1T}  
end }qPhx6nP  
9L eNe}9v  
uYO|5a<f~  
V2&^!#=s  
" BTE  
!%L,*'