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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: }6{00er t!B,%,Dp
(11.1) gnb+i` 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。 VuK>lY& ;l < amB 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%。 z-sq9Qp&x 9d=\BBNZ GLAD的计算与该理论相符甚好。 $kkL)O*"] `@u9 fx.
"W9z>ezp 参考文献 ``{GU}n zh(=kS` A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). /,$V/q+ Q?`s4P)14o Li 9$N"2 C 谐振腔参数 >Af0S;S ---------------------------------------- g~9b_PY9 等效菲涅尔数 0.5 ^bdXzjf 放大倍率 2 |;p.!FO 腔长 90cm KO"+"1 . 孔径1半径 0.3cm Lso%1M 孔径2半径 0.6cm 0|=y#`;,Z ----------------------------------------- 3mg:9]X9 iorQ/( ## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 Z,~@_;F ## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数 s8';4z ##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏 _?I*::
I ###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 ~9;udBfwF variable/dec/int pass_number # 声明pass_number变量为整数 yi(IIW variable/dec/int STOP TEST # 声明确定收敛的开关 XCXX(8To0= @s,kx.S ####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环 Y\4B2:Qd9 macro/def conres/over # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 dAM]ZR< pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 ?@6Zv$vZ clap/cir/no 1 .3 # 孔径1 定义 S5UQ
mirror rad=180 # 凸面反射镜,曲率半径r=180 +u&3pK>f prop 90 # 向后传播90cm 2zX9c<S=5 mirror rad=360. # 凹面镜 hVd_1|/X clap/cir/no 1 .7 # 孔径2定义 ,*m|Lt%;R prop 90 # 向前传播90cm FNo.#Z5+b variable/set Energy 1 energy # 将光束的能量存在变量Energy 6
Pdao{P write/screen/on # 写屏 Fp]ErDan udata/set pass_number pass_number Energy-1 #储存光束能量的变化量 s<3M_mt gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP # store convergence test in STOP # O+=}x]q*y gain/eigenvalue/show 1 # 显示本征值 {qCFd energy/norm 1 1 #光束能量进行归一化 j|XL$Q if STOP macro/exit # 条件退出 /o}i,i$ if [!TEST] then #TEST值为0, 执行语句 H"?Ndl: title resonator mode pass = @pass_number _U^G*EqL* plot/l xrad=.75 rcH{"\F_/ endif EDF0q i macro/end ,,ML^ey g{K \ ###初始化变量 WQBV~.<Yv pass_number = 0 # 往返次数初始化为0 # 7fl{<uf field_radius = 1.6 #调整场半径 y!q`o$nK Lnq CHe c##建立初始单位和高斯场分布 79h'sp6; array/set 1 128 #设置矩阵为128*128 PO:sF]5 units/field 1 field_radius # 定义单位 t=jG $A wavelength/set 1 10. # 定义波长 nD!t*P gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3 #能量收敛准则的分数变化设置 D^f;X.Qm 7[0CVWs, c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出 vRDs~'f gain/eigenvalue/set 1 (iJ
/ plot/screen/pause 3 DH4IF i> TEST = 1 \H1t<B, resonator/name conres #设置谐振腔名字 TS=U%)Ik resonator/eigen/test 1 #寻找本征值 Wo,93] TEST = 0 4Bt)t#0 pass_number = 0 #往返次数初始化为0 TnQW~_: clear 1 0 #光束初始化为0 &(|Ot`el]v noise 1 1 #从噪声开始 NR%_&%qQA resonator/run 30 #宏运行30次 3[ xHY@c title ex 11: energy per step #设置图形的标题 O]61guxro plot/watch ex11a_1.plt #设置图形窗口的名称 6#a82_ plot/udata max=0 #设置横坐标范围 3bQq
Nk 4`Jf_C ###绘制汇聚场分布 >Qg-dJt[ title ex 11: resonator pass no. @pass_number #设置图形的标题 -av=5hm plot/watch ex11a_2.plt #设置图形窗口的名称 *V[I&dKq plot/liso 1 xrad=.75 ns=64 O.-A)S@ obs 1 .3 ,)VAKrSg title ex 11: outcoupled beam #设置图形窗口的名称 iDltN]zS plot/watch ex11a_3.plt }
na@gn plot/liso 1 xrad=.75 ns=64 Xxj<Ai2 SN[ar&I c##应用透镜并传播到远场 E*s _Y lens/sph 1 100 HC6v#-( `{ prop 100 XQtV$Lw title ex 11: far-field pattern #设置图形窗口的名称,画出远场模式 HJd{j,M plot/watch ex11a_4.plt `91Z]zGpU plot/liso 1 ns=64 ^SM5oK 6:Y2z!MLO c###生成环围功率表 QC6QqcOX encircled/calculate/energy 1 sI{?4k encircled/udata 1 su\`E&0V+ title ex 11: encircled energy RS@G.| plot/watch ex11a_5.plt # rMw$T=Oi plot/udata 1 min=0. max=1. # b~<:k\EE end lAo4) Y)#,6\=U
图1.刮刀镜镜前会聚横模 YtXd>@7 &MB1'~Q,hq
图2.单程能量损失图 $Yw~v36`t/
图3 $FZcvo3@*S 5'<mfY'B
图4.刮刀镜镜后会聚横模 `B$Pk0>5r mXyg\5
图5.准直谐振腔的远场分布 O[p c$Pi 64^l/D(
图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线 +4Q1s?`
QQ:2987619807
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