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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: 69CH W&  
6rPe\'n=B  
     (11.1)
BQ".$(c q  
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。 /G</ [N5  
D'A)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%。 I`FH^=  
9jJ&QACn  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 8=<d2u'  
[j-]n#E=9y  
^oPf>\),C  
参考文献 HnU}Lhjzj  
$|sRj!F  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). ZW*"Kok  
.D>%-  
g$$uf[A-SL  
C 谐振腔参数 >Rx^@yQ!+z  
---------------------------------------- Elm/T]6  
等效菲涅尔数      0.5 g+)T\_#u  
放大倍率          2 py@5]n%  
腔长              90cm ,mjwQ6:Ny  
孔径1半径       0.3cm Qt!l-/flh  
孔径2半径      0.6cm -pcYhLIn  
----------------------------------------- }vp\lK P  
OTalR;:]r  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 J/ <[irC  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数 ?hsOhUs(5  
##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏 epz2d~;  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 vek9. 4! ]  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 ])T*T$u  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 /__we[$E  
I gA0RY1  
####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环 U%j=)VD ])  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 jC<<S  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 [;#}BlbN  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 PNc^)|4^Q  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜,曲率半径r=180 NDCZc_  
prop 90                              # 向后传播90cm >qCUs3}C{*  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 h6la+l?x  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义  t\u0\l>  
prop 90 # 向前传播90cm wrw~J  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy O_(/uLH  
write/screen/on  # 写屏 z8jQaI]j  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 k}Ahvlq)  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # H4Pj 3'  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 lhJT&  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 rEs,o3h?po  
if STOP macro/exit  # 条件退出   >wz-p nD  
if [!TEST] then  #TEST值为0, 执行语句 rhwY5FD?  
title resonator mode pass = @pass_number   !<@k\~9^D  
plot/l xrad=.75   ="<+^$7:k  
endif SJj0*ry:  
macro/end kcM9 ,bG  
V5%B ,.d:  
###初始化变量 3[aCy4O  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # v-_K'm  
field_radius = 1.6  #调整场半径 D_(xhM  
fMI4'.Od  
c##建立初始单位和高斯场分布  :v8j3=  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 4LJUO5(y@  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 q-X)tH_+w@  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 0KU,M+_  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 h+}`mi  
w\8grEj  
c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出 7AHEzJh"  
gain/eigenvalue/set 1   lMFj"x\  
plot/screen/pause 3 fQ 'P2$  
TEST = 1   9<}d98  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 4 Z1- RS  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 a]BnHLx  
TEST = 0   ! E#XmYhX=  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 aKkQXq*  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 e*Sv}4e=.  
noise 1 1                                 #从噪声开始 # ]&=]K1V  
resonator/run 30                         #宏运行30次 P%g[!9 '  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 fp|b@  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 ^SVdaQ{7  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 /`?i&\C3r  
?_(0cVi  
###绘制汇聚场分布 2BsMFMIw1  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 N9Y,%lQ|B8  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 o5 @ l!NQ  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           `GUj.+u  
obs 1 .3                           9{^:+r  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 (zCas}YAKI  
plot/watch ex11a_3.plt             W5<1@  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         n,bZj<3t  
!!%vs 6  
c##应用透镜并传播到远场 \[% [`m  
lens/sph 1 100                   -r_z,h|  
prop 100                         ~^w;`~L  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 S%R:GZEf_  
plot/watch ex11a_4.plt             )PVX)2P_C  
plot/liso 1 ns=64                 %o.{h  
#x" 4tI  
c###生成环围功率表 tE/j3  
encircled/calculate/energy 1       4Fgy<^94`  
encircled/udata 1                 ]}<wS ]1  
title ex 11: encircled energy       v1 d]  
plot/watch ex11a_5.plt # k?o(j/  
plot/udata 1 min=0. max=1. # g0 \c  
end ZUVk~X3  
bT@3fuL4  
图1.刮刀镜镜前会聚横模 s,\!@[N  
dUk^DI,:l  
图2.单程能量损失图
&|LZ%W0Fb  
图3 G sm5L<rx  
W1w)SS  
图4.刮刀镜镜后会聚横模 Ps4spy0Fp  
RM|<(kq  
图5.准直谐振腔的远场分布 XwOj`N{!H  
\Se>u4~L  
图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线
hp/}Z"A=  
QQ:2987619807
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