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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: Q2ky|  
B$%7U><'  
     (11.1)
F#$[jh$  
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。 j%OnLTZ  
-( +/u .  
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%。 6GtXM3qtS  
4).>b3OhX  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 \%N | X  
3re|=_ Hy  
aqAWaO  
参考文献 Qd$!?h  
B0}f,J\  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). I!sB$=n  
xYCX}bksh  
Xm}~u?$3  
C 谐振腔参数 >E`p@ e+  
---------------------------------------- -964#>n[  
等效菲涅尔数      0.5 4`#3p@-  
放大倍率          2 G\:^9!nwY~  
腔长              90cm 0 SeDBs  
孔径1半径       0.3cm \;Ywr3  
孔径2半径      0.6cm _P*<T6\J>  
----------------------------------------- K@z zseQ}=  
'@<aS?@!t  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 vS|uN(a.P  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数 l ,T*b  
##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏 KW.QVBuVO#  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 `+/xA\X]  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数  uM9[  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 __,1;=  
>-{)wk;1&  
####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环 x\Det$3Kx  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 UR&Uwa&.  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 2So7fZa^wg  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 5B'};AQ  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜,曲率半径r=180 =@d IM  
prop 90                              # 向后传播90cm U{2UKD@PM  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 d= -/'_'  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 6KD  
prop 90 # 向前传播90cm t3)nG8> )  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy !`G7X  
write/screen/on  # 写屏 .V?i3  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 \e/'d~F  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # \=yx~c_$L  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 %:eep G|  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 P#g"c.?;  
if STOP macro/exit  # 条件退出   D+.h *{gD  
if [!TEST] then  #TEST值为0, 执行语句 U>z8gdzu  
title resonator mode pass = @pass_number   uYPdmrPB?l  
plot/l xrad=.75   1Yy5bg6+E  
endif 5]&vs!wH  
macro/end qdB@P  
O0{M3-  
###初始化变量 P!{ O<P  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # /2&jId  
field_radius = 1.6  #调整场半径 3JiDi X"|  
P{eL;^I  
c##建立初始单位和高斯场分布 rZDlPp>BPZ  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 XQu~/{A=  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 m>gok0{pm  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 qF{u+Ms  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 05\A7.iy  
xFpMn}CD  
c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出 n:GK0wu.s  
gain/eigenvalue/set 1   `":ch9rK  
plot/screen/pause 3 @' DfNka  
TEST = 1   i51~/ R  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 i!jZZj-{  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 Eg?6$[U`8<  
TEST = 0   \k1psqw^O  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 zQ$*!1FmN  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 1.0S>+^JE  
noise 1 1                                 #从噪声开始 vMXS%Q  
resonator/run 30                         #宏运行30次 t)LD-%F  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 Yw=Ve 0  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 ?Ovl(4VG  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 CUT D]:\  
<h2WM (n  
###绘制汇聚场分布 Vt:]D?\3  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 DKCPi0  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 #]i*u1  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           q&Sd+y&  
obs 1 .3                           aD,sx#g0  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 [Z484dS`_  
plot/watch ex11a_3.plt             B~cQl  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         ?k~(E`ZE3  
]l>)Di#*o  
c##应用透镜并传播到远场 e%&2tf4  
lens/sph 1 100                   cs7T AX  
prop 100                         1e*+k$-{  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 <8[BB7  
plot/watch ex11a_4.plt             mvI[=e*  
plot/liso 1 ns=64                 Au$|@  
^c}Z$V  
c###生成环围功率表 w} *;^n  
encircled/calculate/energy 1       +$_W4lf|E2  
encircled/udata 1                 >[=q9k  
title ex 11: encircled energy        4G&E?  
plot/watch ex11a_5.plt # sTO*  
plot/udata 1 min=0. max=1. # <8p53*a  
end , gk49z9  
Y25S:XHk9  
图1.刮刀镜镜前会聚横模 IpmblC4  
V<AT"vU[  
图2.单程能量损失图
rl9YB %P  
图3 ]S4kWq{Y  
q4<3 O"c1  
图4.刮刀镜镜后会聚横模 L5E.`^?  
0b9K/a%sQv  
图5.准直谐振腔的远场分布 jEsP: H(0^  
F0%FX`b{{  
图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线
9D:p~_"g  
QQ:2987619807
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