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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: 'c2W}$q n0Y+b[+wj
(11.1) dQoYCS}IaV 其中,a是孔径半径,L为腔长,λ为波长,M是准直倍率。相应的参数数值为:L=90cm,a=0.3cm,M=2,λ=10μ。带入后计算得:Nc=2,Neq=0.75。 )?+$x[f!* Jk@]tAwoM 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%。 |4$M]M f0 `&\Q +W GLAD的计算与该理论相符甚好。 Grs]d-xI #^m0aB7r
R_M?dEtE> 参考文献 SJD@&m%?[ #/PA A A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). f#+el
y J+rCxn?;g F,
U*yj C 谐振腔参数 .MO\uh0N ---------------------------------------- mF` B# 等效菲涅尔数 0.5 (c0A.L)
放大倍率 2 >WY#4 腔长 90cm dJ$"l|$$ 孔径1半径 0.3cm @`\VBW 孔径2半径 0.6cm $kR N
h6 ----------------------------------------- G\|,5HED 8XbA'% o ## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 !9 fz(9 ## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数 P[s8JDqu ##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏 o7IxJCL=Q ###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 jzU.B u. variable/dec/int pass_number # 声明pass_number变量为整数 .<kqJ|SVi variable/dec/int STOP TEST # 声明确定收敛的开关 'SQG>F Uy \u6^Varw ####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环 f~ }H macro/def conres/over # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 L^Jk=8 pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 >2#8B clap/cir/no 1 .3 # 孔径1 定义 cuOvN"nuNj mirror rad=180 # 凸面反射镜,曲率半径r=180 MZmb`%BZ prop 90 # 向后传播90cm g{5A4|_7 mirror rad=360. # 凹面镜 i2~ clap/cir/no 1 .7 # 孔径2定义 3fN.bU9_ prop 90 # 向前传播90cm J\e+}{ variable/set Energy 1 energy # 将光束的能量存在变量Energy 9"g6C< write/screen/on # 写屏 @&[T _l udata/set pass_number pass_number Energy-1 #储存光束能量的变化量 0uBl>A7qhn gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP # store convergence test in STOP # (b`]M`Fc gain/eigenvalue/show 1 # 显示本征值 )BRKZQN energy/norm 1 1 #光束能量进行归一化 6e7{Iy if STOP macro/exit # 条件退出 IIy~[4dW if [!TEST] then #TEST值为0, 执行语句 ;WldHaZ9r title resonator mode pass = @pass_number Nj("|`9" plot/l xrad=.75 RT%pDym\ endif 2h?uNW(0Q macro/end {rcnM7 S1L TX#m&vh ###初始化变量 J,b&XD@m pass_number = 0 # 往返次数初始化为0 # kI%%i>Y} field_radius = 1.6 #调整场半径 {d?$m*YR3` .7n\d55a c##建立初始单位和高斯场分布 ?McQr1 array/set 1 128 #设置矩阵为128*128 ;E'"Ks[GH units/field 1 field_radius # 定义单位 28
3H wavelength/set 1 10. # 定义波长 86z]<p ( gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3 #能量收敛准则的分数变化设置 id$Ul?z8 ngGO0 c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出 z
$MV%F gain/eigenvalue/set 1 <8,cuX\ plot/screen/pause 3 @)K%2Y` TEST = 1 g[w,!F resonator/name conres #设置谐振腔名字 .Lfo)?zG resonator/eigen/test 1 #寻找本征值 Un6/e/6, TEST = 0 5O`dO9g}$ pass_number = 0 #往返次数初始化为0 $-On~u0g clear 1 0 #光束初始化为0 }2ZsHM^]% noise 1 1 #从噪声开始 NH0qVQ@A resonator/run 30 #宏运行30次 <x!GE>sf+ title ex 11: energy per step #设置图形的标题 +*_5tWAc plot/watch ex11a_1.plt #设置图形窗口的名称 [V}S<Xp plot/udata max=0 #设置横坐标范围 v(pmIb{ b"TjGE ###绘制汇聚场分布 ncx(pp title ex 11: resonator pass no. @pass_number #设置图形的标题 \%p34K\ plot/watch ex11a_2.plt #设置图形窗口的名称 'TAUE{{ plot/liso 1 xrad=.75 ns=64 d[;.r obs 1 .3 p6vKoI#T title ex 11: outcoupled beam #设置图形窗口的名称 VM0j`bs'K* plot/watch ex11a_3.plt RN@ctRS plot/liso 1 xrad=.75 ns=64 2}W0
F2* #0Tq=:AE> c##应用透镜并传播到远场 xzx$TUL lens/sph 1 100 5y?-fT]X prop 100 +CI1V>6^ title ex 11: far-field pattern #设置图形窗口的名称,画出远场模式 rm}
R>4 plot/watch ex11a_4.plt *s;|T?~i plot/liso 1 ns=64 |`;54_f r/*=%~* c###生成环围功率表 (#;`"Yu encircled/calculate/energy 1 SvR7eC encircled/udata 1 SI8%M=P> title ex 11: encircled energy )Jv[xY~ plot/watch ex11a_5.plt # Vi$-Bw$@ plot/udata 1 min=0. max=1. # c,*9K/: end +[xnZ$Iev CSCN['x
图1.刮刀镜镜前会聚横模 hxS 6:5Uc H}:LQ~_2
图2.单程能量损失图 bz|
D-.
图3 IVW1]y x\Y $+A,P
图4.刮刀镜镜后会聚横模 "al`$ %( 4np qJ1
图5.准直谐振腔的远场分布 6_4D9 W nB] >!q
图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线 $O^v]>h
QQ:2987619807
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