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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:  -xSA  
TcjEcMw,  
     (11.1)
<>s`\ %  
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。 !;i`PPRwk  
P&9Gga^I  
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%。 s \;"X  
4wa`<H&S5  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 iop2L51eJ  
J&[@}$N  
qq) rd  
参考文献 +$C 4\$t  
Ir`eL  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). kbTm^y"  
|Y$uqRdV  
{ /K.3  
C 谐振腔参数 Qy^1*j<@&  
---------------------------------------- UDL!43K  
等效菲涅尔数      0.5 x(hE3S#+  
放大倍率          2 pm*xb]8y  
腔长              90cm PD&\LbuG  
孔径1半径       0.3cm 4}_j`d/8|  
孔径2半径      0.6cm ohFJZ'  
----------------------------------------- lD^]\;?  
LR.Hh   
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 U=DmsnD,  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数 TD1 [  
##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏 9o;^[Ql-  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 _hRcc"MS`  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 !/}O>v~o  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 r"``QmM  
,TXTS*V?  
####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环 <(-= 'QA  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 Rv#]I#O  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 PZE0}>z  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 l)Pu2!Ic  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜,曲率半径r=180 WFO4gB*  
prop 90                              # 向后传播90cm -BRc8 /  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 oFy=-p+C  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 }Mf!-g  
prop 90 # 向前传播90cm ;i Fz?d3;  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy P;P%n  
write/screen/on  # 写屏 wF <n=  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 v@Gl|29_  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # KNS.Nw7  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 g#F?!i-[F  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 qQA}Z*( m  
if STOP macro/exit  # 条件退出   +?u~APjNN  
if [!TEST] then  #TEST值为0, 执行语句 gZLP\_CL  
title resonator mode pass = @pass_number   xl6,s>ob  
plot/l xrad=.75   w8kOVN2b  
endif 4SlADvGl  
macro/end )Y2{_ bx4"  
_CW(PsfY  
###初始化变量 &>%T^Y|J4  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # D}dn.$  
field_radius = 1.6  #调整场半径 1QLbf*zeIW  
FN\E*@>X=  
c##建立初始单位和高斯场分布 V n*  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 RRRCS]y7$t  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 jUSmq m'  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 <\NY<QIwFw  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 ?Cl%{2omO  
&d"G/6  
c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出 )3~{L;q  
gain/eigenvalue/set 1   9[G[$c  
plot/screen/pause 3 x$1]M DAGb  
TEST = 1   BRlT7grgq  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 c lNkph  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 p?B=1vn-2  
TEST = 0   l-SAC3qhG  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 { jhr<  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 BReJ!|{m}  
noise 1 1                                 #从噪声开始 kKAP"'v  
resonator/run 30                         #宏运行30次 GM3f- \/  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 Zn ''_fjh  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 W}5xmz  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 Wn(6,MDUN  
c2&q*]?l;  
###绘制汇聚场分布 >N]7IU[-  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 \~fONBY  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 W0l,cOOZJ  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           KO]T<R h<  
obs 1 .3                           ~nrK>%  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 w,h`s.AN  
plot/watch ex11a_3.plt             Cq'KoN%nQ  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         qMLD)rL  
=K6($|'=  
c##应用透镜并传播到远场 kg'o&^/=  
lens/sph 1 100                   z"0I>gl  
prop 100                         ?)u@Rf9>  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 `-3O w[  
plot/watch ex11a_4.plt             )rekY;  
plot/liso 1 ns=64                 @>p<3_Y1  
89o/F+_b  
c###生成环围功率表 :.$3vaZ@  
encircled/calculate/energy 1        CCL   
encircled/udata 1                 ly:q6i  
title ex 11: encircled energy       F;+|sMrq  
plot/watch ex11a_5.plt # ~S8*t~  
plot/udata 1 min=0. max=1. # E;+O($bA  
end UPG9)aF  
i'#E )  
图1.刮刀镜镜前会聚横模 yt.F\[1  
3?1`D/  
图2.单程能量损失图
/7}It$|nhy  
图3 4<k9?)~(J  
K%^V?NP*{Z  
图4.刮刀镜镜后会聚横模 RLLTw ?]$  
q U]gj@R  
图5.准直谐振腔的远场分布 SV2M+5#;  
zmSUw}-4 N  
图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线
v"#mzd.tW  
QQ:2987619807
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