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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: '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$M]Mf0  
`&\Q +W  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 Grs]d-xI  
#^m0aB7r  
R_M?dEtE>  
参考文献 SJD@&m%?[  
#/PAA  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). f#+el y  
J+rCxn?;g  
F, U*yj  
C 谐振腔参数 .MO\uh0N  
---------------------------------------- mF` B#  
等效菲涅尔数      0.5 (c0A.L)  
放大倍率          2 >WY#4  
腔长              90cm dJ$"l|$$  
孔径1半径       0.3cm @`\VBW  
孔径2半径      0.6cm $kR N h6  
----------------------------------------- G\|,5HED  
8XbA'% o  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 !9 fz(9  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数 P[s8JDqu  
##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏 o7IxJCL=Q  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 jzU.Bu.  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 .<kqJ|SVi  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 'SQG>F Uy  
\u6^Varw  
####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环 f~ }H  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 L^Jk=8  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 >2#8B  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 cuOvN"nuNj  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜,曲率半径r=180 M Zmb`%BZ  
prop 90                              # 向后传播90cm g{5A4|_7  
mirror rad=360.                        # 凹面镜  i2~  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 3fN.bU9_  
prop 90 # 向前传播90cm J\ e+}{  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy 9"g6C<  
write/screen/on  # 写屏 @&[T _l  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 0uBl>A7qhn  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # (b`]M`Fc  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 )BRKZQN  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 6e7{Iy  
if STOP macro/exit  # 条件退出   IIy~[4dW  
if [!TEST] then  #TEST值为0, 执行语句 ;WldHaZ9r  
title resonator mode pass = @pass_number   Nj(" |`9"  
plot/l xrad=.75   RT%pDym\  
endif 2h?uNW(0Q  
macro/end {rcnM7 S1L  
TX#m&vh  
###初始化变量 J,b&XD@m  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # kI%%i>Y}  
field_radius = 1.6  #调整场半径 {d?$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 3 H  
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 $-On~u0g  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 }2ZsHM^]%  
noise 1 1                                 #从噪声开始 NH0qVQ@A  
resonator/run 30                         #宏运行30次 <x!GE>sf+  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 +*_5tWAc  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 [V}S <Xp  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 v(p mI b{  
b"TjGE  
###绘制汇聚场分布 ncx(pp  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 \%p34K\  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 'TA UE{{  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           d[;.r  
obs 1 .3                           p6vKoI#T  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 VM0j`bs'K*  
plot/watch ex11a_3.plt             R N@ctRS  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         2}W0 F2*  
#0Tq=:AE>  
c##应用透镜并传播到远场 xzx$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       SvR7e C  
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 $+A,P  
图4.刮刀镜镜后会聚横模 "al `$%(  
4npqJ1  
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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