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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: fbuop&FN+q  
h:bs/q+-  
     (11.1)
yvDzxu  
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。 iXl1S[.l  
w5n>hz_5  
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%。 L$jyeFB5  
,7%(Jj$ ^  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 |xKB><  
I}:>M!w  
:L`z~/6  
参考文献 4zf#zJw  
/-|xxy  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). u]dpA  
Q ;k_q3  
82/iVm1  
C 谐振腔参数 *DNH_8m  
---------------------------------------- *c3 o&-ke9  
等效菲涅尔数      0.5 Q^39Wk@  
放大倍率          2 _l8oB)  
腔长              90cm /=r&9P@Ay<  
孔径1半径       0.3cm n<hwstk  
孔径2半径      0.6cm $^ >n@Q@&L  
----------------------------------------- xD1wHp!+  
um8ZhXq  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 ;QE Gr|(  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数 in+`zfUJ9  
##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏 IB;y8e,  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 \'p7,F{:>5  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 @ics  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 "t\9@nzdX  
R,^FJ  
####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环 3QR-8  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 Ppp&3h[dW)  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 \Fj4Gy?MW  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 1gm{.*G  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜,曲率半径r=180 D 3HB`{  
prop 90                              # 向后传播90cm pEaH^(I*  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 XqwdJND  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 ovfw_  
prop 90 # 向前传播90cm [R:O'AP}@}  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy K 6G n  
write/screen/on  # 写屏 (f.A5~e  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 kU^@R<Fo  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # 0y ;gi3W  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 ~ ZDdzp>  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 >qgBu_  
if STOP macro/exit  # 条件退出   "1nd~ BBOw  
if [!TEST] then  #TEST值为0, 执行语句 4OIN@n*4  
title resonator mode pass = @pass_number   oz0-'_  
plot/l xrad=.75   02+^rqIx5  
endif mcR!P~"i  
macro/end kN) pi "  
]E3g8?L  
###初始化变量 wGxLs>| 4  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # ;s!H  
field_radius = 1.6  #调整场半径 v m$v[  
M<L<mP}  
c##建立初始单位和高斯场分布 xAO ]u[J  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 nbRg<@  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 >L(F{c:  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 (l^lS=x  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 @]7\.>)  
ejQCMG7  
c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出 XDWERv Ij  
gain/eigenvalue/set 1   x~z 2l#ow  
plot/screen/pause 3 Q6>vF)( -  
TEST = 1   "LWp/  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 ;K_B,@:'  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 m6 gr!aT  
TEST = 0   7/yd@#$X  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 ;|%r!!#-t  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 u`~{:V  
noise 1 1                                 #从噪声开始 f_\-y&)+*  
resonator/run 30                         #宏运行30次 0k>&MkM\^  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 aD^MoB3  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 Qi}LV"&L  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 0T5>i 0/  
q8lK6p\:W  
###绘制汇聚场分布 z~_\onC  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 b(VU{cf2d  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 S ] &->5"  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           u0e#iX  
obs 1 .3                           .s?OKy  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 g=(+oK?  
plot/watch ex11a_3.plt             oGqv,[$qN  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         yKI.TR#  
pSP_cYa#(#  
c##应用透镜并传播到远场 bi[l,  
lens/sph 1 100                   K6U>Qums  
prop 100                         xRUYJ=|oh  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 g}-Z]2(c#  
plot/watch ex11a_4.plt             ^&.?kJM  
plot/liso 1 ns=64                 ChGM7uu2  
l1[IXw?  
c###生成环围功率表 "m3Y))a  
encircled/calculate/energy 1       .g~@e_;):  
encircled/udata 1                 6T s`5$e  
title ex 11: encircled energy       yDC97#%3u  
plot/watch ex11a_5.plt # 1sjn_fPz  
plot/udata 1 min=0. max=1. # d/&|%Z r  
end B,>FhX>h  
{+:XVT_+  
图1.刮刀镜镜前会聚横模 g@k9w{_  
w!RH*S  
图2.单程能量损失图
j1 <1D@UO  
图3 )'~FDw\6  
L'Zud,JKg  
图4.刮刀镜镜后会聚横模 d@tr]v5 B  
l'T0<  
图5.准直谐振腔的远场分布 8tMte!E  
p'qH [<s  
图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线
zf~zYZSr  
QQ:2987619807
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