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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: $#TID=  
7 FEzak'  
     (11.1)
hT\p)w  
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。 o`oRG)QC  
@wg&6uQ  
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%。 G[ ,,L  
ZCj>MA  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 ^ b=5 6~[  
[^h/(a`  
-Mr{+pf  
参考文献 b(g_.1[  
yjeqv-7  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). U&w*Sb"  
u!hqq^1  
`' dX/d  
C 谐振腔参数 L~'^W/N  
---------------------------------------- Sr4dY`V*:z  
等效菲涅尔数      0.5 rOs)B21/  
放大倍率          2 ?IL! X-xx  
腔长              90cm &z7N\n  
孔径1半径       0.3cm @hE7r-}]  
孔径2半径      0.6cm \Mobq  
----------------------------------------- l=Vowx.$2f  
`HE>%=]b  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 qpluk!  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数 [GcA.ABz  
##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏 XHU<4l:kl  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 l|4xKBCV]  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 " 8~f  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 CD XB&%Sr  
+OV%B .  
####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环 pZni,< Q  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 ^(E"3 c  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 I^rZgp<'i  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 Fm-q=3  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜,曲率半径r=180 ' [7C~r{%  
prop 90                              # 向后传播90cm %!N2!IiVs  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 @vVRF Z  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 ?yK%]1O  
prop 90 # 向前传播90cm @g@ fL%  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy %[+a[/  
write/screen/on  # 写屏 [| c@Yw  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 gPA>*;?E;@  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # wj5qQ]WC  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 .3S\Rrv  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 N|j;=y!  
if STOP macro/exit  # 条件退出   iA1;k*) q  
if [!TEST] then  #TEST值为0, 执行语句 //`cwnjp  
title resonator mode pass = @pass_number   EU?&  
plot/l xrad=.75   "(HA9:  
endif qr<-eJf  
macro/end FVvv   
8Izn'>"  
###初始化变量 RGx]DP$5G  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # O>tC]sm%  
field_radius = 1.6  #调整场半径 B6Wq/fl/  
[F BCz>  
c##建立初始单位和高斯场分布 E)rOlh7  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 W>t&N  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 S4aHce5PXA  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 =2vMw]  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 3<~2"@J  
,_5YaX:<4  
c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出 TCEXa?,L  
gain/eigenvalue/set 1   {8*d;[X50  
plot/screen/pause 3 5pKvNLy.t  
TEST = 1   {{4p{  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 q|Pt>4c5?  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 uZ=UBir  
TEST = 0   jU3;jm.)  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 GWA!Ab'<U  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 7B:ZdDj  
noise 1 1                                 #从噪声开始 8R??J>h5\  
resonator/run 30                         #宏运行30次 ,:dEEL+>c  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 cA (e "N  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 9wYtOQ{g  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 #$vhC u<I  
 7KSGG1ts  
###绘制汇聚场分布 8KL_PwRX_f  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 +ia(%[  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 ,SE$Rh  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           j~,LoGuPh  
obs 1 .3                           _:fO)gs|1  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 :+%h  
plot/watch ex11a_3.plt             X gx2  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         h^ecn-PC  
vxilQp  
c##应用透镜并传播到远场 EV?47\ ~  
lens/sph 1 100                   5w [=  
prop 100                         N|Cy!E=d  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 >fZ/09&3  
plot/watch ex11a_4.plt             5?~[|iPv  
plot/liso 1 ns=64                 ~&j`9jdOj  
;KZtW  
c###生成环围功率表 R{OE{8;  
encircled/calculate/energy 1       !$KhL.4P  
encircled/udata 1                 @BHS5^|  
title ex 11: encircled energy       v<J;S9u=  
plot/watch ex11a_5.plt # U)I `:J+A  
plot/udata 1 min=0. max=1. # N;`[R>Z~  
end (HrkUkw  
";S*[d.2tA  
图1.刮刀镜镜前会聚横模 gHh.|PysW  
&6^W% r  
图2.单程能量损失图
PVkN3J  
图3 /@nRL  
M6hvi(!X2  
图4.刮刀镜镜后会聚横模 b\0Q:  
@gqs4cg{f  
图5.准直谐振腔的远场分布 j_a~)o-p  
Y1E>T-Ma  
图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线
xjhAAM  
QQ:2987619807
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