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infotek 2020-09-30 11:17

GLAD:共焦非稳腔模拟仿真

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: .B{:<;sa  
U\dLq&=V  
     (11.1)
RM#.-gW   
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:Nc=2,Neq=0.75。 `2n%Lo?_  
Zz!yv(e)H  
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%。 DiSU\?N2'  
j4$NQ]e^4  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 ;ApldoMi  
$|7;(2k  
nBzju?X)I  
参考文献 Pl&x6\zL  
o(g}eP,g }  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). CW?R7A/  
*yN#q>1  
lSBu,UQP  
C 谐振腔参数 tW%!|T5/  
---------------------------------------- /<CgSW}  
等效菲涅尔数      0.5 F,@uYMQs  
放大倍率          2 ?F9c6$|  
腔长              90cm ab>>W!r@!  
孔径1半径       0.3cm FH7l6b,^  
孔径2半径      0.6cm QQQN}!xPj  
----------------------------------------- iy [W:<c7j  
]~\%ANoi  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 X9o6} %Y  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数 ,9~qLQ0O  
##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏 UGQH wz  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 \8/$ZEom  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 @%I-15Jz  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 VIuzBmR|\  
7$7#z\VWu  
####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环 aR}Il&  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 -"d&Ow7o  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 hf5+$^RZ  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 y@Ak_]{b  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜,曲率半径r=180 f# sDG  
prop 90                              # 向后传播90cm (gb vInZ  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 0> U7]wZKc  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 +}Qq#^:_\  
prop 90 # 向前传播90cm "$e p=h+  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy 5XinZ~  
write/screen/on  # 写屏 0"koZd,c  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 c<5(c%a  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # U\(T<WX,  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 |[MtUWEW  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 ~) vz`bD1  
if STOP macro/exit  # 条件退出   oC|']r6  
if [!TEST] then  #TEST值为0, 执行语句 MmD1@fW32#  
title resonator mode pass = @pass_number   x k&# fW^r  
plot/l xrad=.75   8GT4U5c ;  
endif \  6 : 7  
macro/end dd!Q[]$ }  
6kdcFcV-]  
###初始化变量 5k`Df/  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # 8P*wt'Q$  
field_radius = 1.6  #调整场半径 b:W x[+  
xQ>T.nP}1  
c##建立初始单位和高斯场分布  t`'5|  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 Frum@n  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 G(MLq"R6U  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 sQ8kLS_q8  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 aU%QJ#j  
qw}. QwPT  
c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出 UUqA^yJ  
gain/eigenvalue/set 1   NJPp6RZ%  
plot/screen/pause 3 >JT^[i8[  
TEST = 1   ]w~ECP(ap  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 \OK"r-IO  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 |/~ISB  
TEST = 0   *m:'~\[u  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 yrFl,/8&G  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 YguY5z  
noise 1 1                                 #从噪声开始 =|_k a8{?  
resonator/run 30                         #宏运行30次 A9ZK :i7  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 .[S\&uRv  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 fU ^5Dl  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 4x?4[J~u[  
@%rj1Gn  
###绘制汇聚场分布 -[ xbGSj{  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 -5<G^AS  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 _!^2A3c<  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           yI.hN  
obs 1 .3                           Hzojv<c  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 (n4Uc308  
plot/watch ex11a_3.plt             W>J1JaO  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         %Hy.  
|]tsf /SA  
c##应用透镜并传播到远场 x(y=.4Yf+  
lens/sph 1 100                   (?kCo  
prop 100                         DUyUA'*4n|  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 gv/yfiA?  
plot/watch ex11a_4.plt             8QN/D\uq  
plot/liso 1 ns=64                 G'WbXX  
\ bv JZ_  
c###生成环围功率表 tS6r4d%~=  
encircled/calculate/energy 1       c{wob%!>  
encircled/udata 1                 Vl0Y'@{  
title ex 11: encircled energy       Zl{ DqC^  
plot/watch ex11a_5.plt # ~  ve  
plot/udata 1 min=0. max=1. # i z dJ,8  
end f(.t0{Etq  
"In$|A\?E  
图1.刮刀镜镜前会聚横模 h#]LXs  
1-?TjR  
图2.单程能量损失图
;  8u5  
图3 mZ4I}_\,  
&|c] U/_w  
图4.刮刀镜镜后会聚横模 js)I%Z  
{#H'K*j{  
图5.准直谐振腔的远场分布 T*zy^we  
jQY^[A  
图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线
bXK$H=S Bz  
QQ:2987619807
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