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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:
69CH W & 6rPe\'n=B
(11.1) B Q".$(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\lKP 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 ="<+^$7:k endif SJj0*ry: macro/end kcM9
,bG V5%B,.d: ###初始化变量 3[aCy4O pass_number = 0 # 往返次数初始化为0 # v-_K'm field_radius = 1.6 #调整场半径 D_(xhM fMI4'.Od c##建立初始单位和高斯场分布 :v8j3= array/set 1 128 #设置矩阵为128*128 4LJUO5(y@ units/field 1 field_radius # 定义单位 q-X)tH_+w@ wavelength/set 1 10. # 定义波长 0KU,M+_ gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3 #能量收敛准则的分数变化设置 h+}`mi w\8grEj c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出 7AHEzJh" gain/eigenvalue/set 1 lMF j"x\ plot/screen/pause 3 fQ'P2$ TEST = 1 9<}d98 resonator/name conres #设置谐振腔名字 4Z1-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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