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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: -3K01p  
$<QrV,T  
     (11.1)
Rb!y(&>v  
其中,a是孔径半径,L为腔长,λ为波长,M是准直倍率。相应的参数数值为:L=90cm,a=0.3cm,M=2,λ=10μ。带入后计算得:Nc=2,Neq=0.75。 9 {wRqY  
bu9.Hv T'  
激光在腔中来回一次后,分布的单位是初始时的两倍。要开始另一次来回传输,单位需要缩放到原来的单位,根据Siegman和Miller理论,每个来回损耗大约为44%。 4`B3Kt`o  
ZZn$N-  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 d9&   
u4h0s1iI  
N[r Ab*iT  
参考文献 Vel}lQD  
V3>tW,z  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). \%|Xf[AX  
r7,}"Pl  
#;yxn.</  
C 谐振腔参数 b'W.l1]<-  
---------------------------------------- )bWopc  
等效菲涅尔数      0.5 uGv|!UQw  
放大倍率          2 0|Xz-Y  
腔长              90cm 1<tJ3>Xl  
孔径1半径       0.3cm !Ii[`H  
孔径2半径      0.6cm `a%MD>R_Lg  
----------------------------------------- =EYWiK77a  
pM^ZC  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 \h"U+Bv7  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数 6w=`0r3hy  
##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏 $g^D1zkuDT  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 RA!q)/ +  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 /w1M%10   
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 EV?U !O  
9Ta0Li  
####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环 F"bz<{  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 9QaE)wt  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 O%3Hp.|!  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 |r*)U(c`  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜,曲率半径r=180 QgI[#d{  
prop 90                              # 向后传播90cm 64mg:ed&  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 N+ak{3  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 - V:HT j  
prop 90 # 向前传播90cm `% QvCAR  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy M.K^W`  
write/screen/on  # 写屏 2E?!Q I\O  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 cGiL9|k  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # [ /YuI@C,@  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 {#ynN`tLyF  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 o K>(yC[  
if STOP macro/exit  # 条件退出   FpiTQC7d  
if [!TEST] then  #TEST值为0, 执行语句 zs~Tu  
title resonator mode pass = @pass_number   .[ }G{%M~[  
plot/l xrad=.75   <|3%}?  
endif \"1>NJn&k)  
macro/end <n4` #d  
jM&di  
###初始化变量 veHe   
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # 'L7qf'RV  
field_radius = 1.6  #调整场半径 'S1u@p,q  
%uN<^`JZ  
c##建立初始单位和高斯场分布 HeO:=OE~>  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 EB}B75)x  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 |M;Nq@bRv  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 SaXt"Ju,AH  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 (%X *b.n=  
^ 8}P_  
c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出 )/jDt dI  
gain/eigenvalue/set 1   uOA/r@7I}S  
plot/screen/pause 3 }_nBegv  
TEST = 1   >%tP"x{  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 7Mh'x:p  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 L<!h3n  
TEST = 0   f6Y?),`  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 @rYZ0`E9  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 l$gJ^Wf2gY  
noise 1 1                                 #从噪声开始 epsRv&LfC  
resonator/run 30                         #宏运行30次 {N2GRF~c-y  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 t{] 6GlW  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 D,cD]tB2  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 LA6XTgcu  
N/o?\q8  
###绘制汇聚场分布 `,V&@}&"n  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 U2A-ub>7  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 jr`T6!\  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           ?Z{/0X)]|  
obs 1 .3                           c,r6+oX  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 2U[/"JL  
plot/watch ex11a_3.plt             q]="ek&_  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         E <yQB39  
lf( +]k30  
c##应用透镜并传播到远场 -U2Su|:\N8  
lens/sph 1 100                   `:iMGq ZN  
prop 100                         l-XfUjJ  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 :rr<#F  
plot/watch ex11a_4.plt             %g7j7$c  
plot/liso 1 ns=64                 ;j T{< Y  
GG#-x$jK  
c###生成环围功率表 .u A O.<  
encircled/calculate/energy 1       &- p(3$jn7  
encircled/udata 1                 [\ku,yd%0  
title ex 11: encircled energy       \*MZ 1Q*x  
plot/watch ex11a_5.plt # ;rf{T[i  
plot/udata 1 min=0. max=1. # Xn"#Zy_  
end y;ey(  
t 9(,JC0  
图1.刮刀镜镜前会聚横模 bmHj)^v 5]  
) P7oL.)  
图2.单程能量损失图
QHv]7&^rlj  
图3 8;qOsV)UDT  
J)g +I  
图4.刮刀镜镜后会聚横模 _oZ3n2v}@  
LiEEQ  
图5.准直谐振腔的远场分布 @u+LF]MY  
HHx5 VI  
图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线
[ (Y@  
QQ:2987619807
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