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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: >mjNmh7  
7=DjI ~  
     (11.1)
g2T -TG'd  
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。 LH@j8YB5u  
!H}vu]R  
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%。 R@`y>XGNJ  
<Ce2r"U1e  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 P`e!Z:  
#jxe%2'Ot  
1hziXC0WY  
参考文献 'FS?a  
`IY/9'vT  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). L_K=g_]  
~R@Nd~L  
}eRD|1  
C 谐振腔参数 g=$1cC+(  
---------------------------------------- [mPjP%{=@  
等效菲涅尔数      0.5 14"J d\M8  
放大倍率          2 ryFxn|4  
腔长              90cm #Z<a  
孔径1半径       0.3cm J|w)&bV  
孔径2半径      0.6cm txPIG/  
----------------------------------------- _X'"w|0  
Rh>}rGvCUN  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 UF@XK">  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数 I*`*Q$  
##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏 Uv4`6>Ix  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 [ l8jRT=R  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 ;JRs?1<='  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 H8'Z#"h  
7ek&[SJ>,/  
####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环 "^1L'4'S  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 eEn;!RS)  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 4NdN< #Lr  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 5T:i9h  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜,曲率半径r=180 + Q6l*:<|c  
prop 90                              # 向后传播90cm ^'ryNa;"  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 w$u3W*EoU^  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 yOwA8^q  
prop 90 # 向前传播90cm H/"lAXfb  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy "5,   
write/screen/on  # 写屏 _IdRF5<4  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 YXI'gn2b#  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # PClMQL#  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 q/4 [3h  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 lbuAE%  
if STOP macro/exit  # 条件退出   ~D|5u\D-  
if [!TEST] then  #TEST值为0, 执行语句 A|@_}h"WG  
title resonator mode pass = @pass_number   m-jHze`D3  
plot/l xrad=.75   (X?/"lC)  
endif +d%L\^?F  
macro/end +L5\;  
o,P.& m{?  
###初始化变量 W mm4hkf  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # 5j-]EJb  
field_radius = 1.6  #调整场半径 >B>CB3U  
CQpCS_M  
c##建立初始单位和高斯场分布 U. @*`Fg  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 IO/4.m-aN#  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 @e'5E^  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 E(i[o?  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 1DA1N<'  
2r 6'O6v  
c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出 DU=dLE6-P;  
gain/eigenvalue/set 1   2m~V{mUT!  
plot/screen/pause 3 w` DW(hXJ  
TEST = 1   >G'SbQ8  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 VnT>K9&3  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 SKW%X8  
TEST = 0   Rtjqx6-B;  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 M1%Dg'}G  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 .E@|D6$D  
noise 1 1                                 #从噪声开始 3bNIZ#`|MB  
resonator/run 30                         #宏运行30次 1* ]Ev  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 :(_+7N[KA  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 $8crN$ye  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 4);)@&0Md~  
ILic.@st  
###绘制汇聚场分布 x{&w?ng  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 >~\89E 02  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 F]I=+T   
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           ^xZ e2@  
obs 1 .3                           3.)b4T  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 nJbbzQ,e  
plot/watch ex11a_3.plt             l)-Mq@V  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         ]0r|_)s  
BJS-Jy$-  
c##应用透镜并传播到远场 W8g' lqc|  
lens/sph 1 100                   wap3Kd>MP  
prop 100                         v{ <[)cr  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 A$WZF/x  
plot/watch ex11a_4.plt             ?J,AB #+  
plot/liso 1 ns=64                 =@)d5^<5F  
O6].*25  
c###生成环围功率表 hwqbi "o  
encircled/calculate/energy 1       BtY%r7^o  
encircled/udata 1                 ="d*E/##  
title ex 11: encircled energy       Y\=FLO9  
plot/watch ex11a_5.plt # wl1m*`$  
plot/udata 1 min=0. max=1. # dC<LDxlv  
end tV/Z)fpyH  
CD0VfA>Z  
图1.刮刀镜镜前会聚横模 J/A[45OD  
{5|("0[F  
图2.单程能量损失图
b|5w]<?'  
图3 Y $-3v.  
%5\3Aw  
图4.刮刀镜镜后会聚横模 Yif*"oO  
k6Cn"2q <  
图5.准直谐振腔的远场分布 7'N S9|  
:|1.seLQ  
图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线
0W^dhYO  
QQ:2987619807
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