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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: }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  
L i 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 2 zX9c<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 WQB V~.<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<Ai 2  
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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