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infotek 2021-07-16 09:39

GLAD—激光系统和物理光学仿真软件

软件简介 0taopDi ;d  
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GLAD是由美国Applied Optics Research公司开发的一款专业的物理光学软件,特别适用于激光领域各种光学现象的仿真和评估!软件的开发者George Lawrence教授长期在光学领域排名NO.1的美国亚利桑那大学任教,在物理光学特别是激光领域拥有三十多年的研究经验。 5u(B]_r.  
GLAD使用复振幅来描述光束,采用快速傅里叶变换结合分步傅里叶算法进行传输分析,几乎能对所有类型的激光系统进行分析,或对物理光学系统做完整的端-对-端的分析处理,还囊括各种激光增益模型、数种非线性过程和许多其它的激光及物理光学效应。 e!+_U C  
GLAD的使用方法为调用内部各类“积木”进行建模、传输和分析。积木的类型包括:用于进行系统和光束初始化的命令;用于表征各类像差和相位屏的命令;用于表征各类传统光学元件的命令;用于表征各类非线性过程的命令;用于表征激光增益介质的命令;用于光束参数诊断的命令;用于计算结果输入、输出的命令等。只要将不同类型的积木有机“组装”起来就可以轻松实现任意光学系统的模拟。 T@V<J'  
3zV{cm0  
GLAD允许用户自定义变量、子程序、循环、方程式、以及其它高级语言结构。 -Re4G78%  
GLAD的应用领域包括:(1)包含传统光学元件,如各种透镜、反射镜、棱镜的光学系统的衍射传输分析;(2)光束质量的分析和评价;(3)二元衍射光学元件的分析;(4)各种波导的分析;(5)激光系统的分析:无源腔性能分析,含各类增益介质的有源腔分析;(6)多种非线性过程的模拟;(7)偏振效应分析。 e -sZ_<GH  
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功能特性
t)O8ON  
GLAD在激光器模拟方面有着无与伦比的优势: $j ZU(<4,  
1.理论基础是衍射光学,通过分步傅立叶方法实现衍射传输和非线性现象(含增益)的模拟。并将物理光学和几何光学有机结合起来,实现对复杂系统的快速模拟。 '"# W!p  
2.提供多种激光器组件命令,如透镜(理想的和实际的),透镜阵列,反射镜,棱镜,自适应反射镜,双折射晶体,光栅,谱色散平滑元件,任意形状的光阑,光纤以及各种结构的波导等,可以快速建立激光器模型。 EfTuHg$pe  
3.准确模拟激光器谐振腔的特性,如输出的激光模式,输出功率与泵浦光之间的变化关系。通过改变谐振腔的参数(如腔镜的曲率半径、通过率、位置参数),可以观察这些因素对于输出模式、输出能量的影响。 F=/@D)hND  
4.提供多种诊断函数,通过调用这些函数可以计算任意光场的参数,如Strehl比,M2因子,光束的半高全宽,环围能量(可聚焦能力的一个重要的衡量参数),输出光束的像差特性(拟合出Zernike多项式的系数),波前的RMS值,光学传递函数(OTF),光学系统的Rayleigh范围以及位置等。 w 0V=49  
5.在非线性特性方面的模拟具有非常显著的优势,是目前唯一能够涵盖几乎所有非线性特性的物理光学模拟软件。可以模拟的非线性过程包括:各种增益过程(包括CO2增益模型、BEER定律增益模型、半导体增益模型、三能级系统模型、速率方程模型),自聚焦过程,倍频过程,和频过程,四波混频过程,Raman放大过程,大气湍流引起的热晕过程。 bf9LR1  
6.采用有限差分方法模拟热透镜效应。 cjTV~(i'4A  
7.可以模拟偏振过程以及部分相干光现象。 L.5 /wg  
jHP6d =  
GLAD基本版的功能: VR/*h%  
+:JyXF u  
□ 整合环境设计区(IDE) 6xFvu7L_c;  
zjuU*$A4  
□ 简单或复杂激光束追迹 ;ALkeUR[  
h5vvizruy  
□ 相干和非相干交互作用 ]z^*1^u^ig  
8efQ -^b.  
□ 非线性激光增益模型 5]c'n  
,qo"i7c{:  
□ 透镜和反射镜:球面镜、柱面镜 9ZKB,  
y":Y$v,P  
□ 任意形状的光阑 !|SVRaS  
Bu:h_sV D  
□ 近场-和远场-衍射传输分析 #n9:8BKf  
38I.1p9  
□ 稳态和非稳态谐振腔模型 SHc<`M'+  
Xup"gYTZQ  
□ 为谐振腔设计提供的特殊功能 F@+FXnz  
G;^},%<  
□ Seidel, Zernike, 和相位光栅像差分析 d[cqs9=\  
%fv;C  
□ 平滑随机数波前像差(smoothed random wavefront aberrations) HAkEJgV  
mBp3_E.t  
□ 透镜和反射镜数组 m1](f[$  
 2s+ITPr  
□ 变量数组,可达1024x1024 Py&DnG'H  
@|N'V"*MT  
□ 方形数组和可分离的衍射理论 #Tr>[ZC  
`|{6U"n  
□ 多重,独立的激光束追迹传输 (wMiX i  
BA1|%:.   
□ 自动传输技术控制 X^2Txm d  
sHt PO[h  
□ 薄片增益模型 2l7Sbs7  
?u*gKI  
□ 全局坐标系统 2 /rDi  
? iX1;c9  
□ 任意的反射镜位置及方位设置 NXJyRAJ*%  
3!+N} [$iy  
□ 几何像差 u:6PAVW?  
w<m) T  
□ 大Fresnel数系统模拟 $O+e+Y  
Ql%0%naq1  
□ Zonal自适应光学模型(Zonal adaptive optics model) )_MIUQ%  
d G}.T_l  
□ 相位共轭(phase conjugation) X2 Z E9b  
vP_V%5~yN  
□ 极化模型 rh8.kW-K_  
JTK0#+?  
□ 部分相干光模型 9PU9BYBG  
4yk!T  
□ ABCD传输 wFgL\[$^|  
&_DRrp0CN  
□ 光纤光学和3-D波导 Z5oX "Yx  
4f}:)M$5  
□ 二元光学(binary optics)和光栅 P,(Tu.EPk  
x[ sSM:  
□ 矢量衍射方法对高数值孔径(NA)物镜进行分析 h-^7cHI}  
7 Q`'1oE?  
□ M-平方因子评价 ,>DaS(  
#4?(A[]>H  
□ 相位修正的优化 eX+FtN  
75O-%9lFF  
□ 模拟退火优化(simulated annealing optimization) H-*"%SJ  
yf2I%\p}  
GLAD Pro增加的功能: Ar+<n 2;[  
v}$s,j3NO  
□ 非线性光学: _li\b-  
1.Raman放大,四波混频(Four-wave mixing) L$ nFRl&  
2.倍频 !A.Kb74  
3.自聚焦效应(self-focusing effects) 4. &t  
% d%KH9u  
□ 激光过程: W w{|:>j  
1.速率方程增益模型(rate equation gain) Oy @vh>RY  
2.激光起振和Q-switching &HPzm6.3  
:6^8Q,C1@  
□ 优化: *kI1NchF  
1.任意结构的最小二乘优化(least squares optimization) 5]Wkk~a  
2.使用者自定义评价函数(merit function) !kPZuU `T  
3.任何的系统参数都能进行优化 q=o"] 6  
DwQa j"1<%  
□ 几何光学: g{`rWKj  
1.精密表面配合光线追迹 %cWy0:F5VY  
2.透镜组的定义和分析 /K#t$O4  
hb6UyN  
□ 大气效应: l )hg!(  
1.Kolmogorov扰动 %cDTy]ILu  
2.热致离焦(thermal blooming) ]t69a4&,#9  
(z[|\6O  
典型案例图示 bd n{Y  
zLG5m]G4D  
任意形状的光阑 AT#&`Ew  
J,8Wo6  
0FDfB;  
#+1*g4m~B  
S形光纤波导 |JpLMUG  
MTKd:.J6  
mSWh'1]b.~  
VfJbexYT  
空间光耦合进入光纤 0n <t/74  
%8?s3^ o  
=R M=@X  
YpFh_Zr[  
二元光学元件 s W#}QYd  
]-o0HY2  
3^>D |  
&Rgy/1  
剪切干涉仪 4{d`-reHg  
+4kBd<0Y  
")l_>y ?  
@:'swO/\<  
大气热晕 }gE?ms4$  
8:j8>K*6  
* /S=9n0  
>Q0HqOq  
谐振腔分析 x(e =@/qp  
Wcy N, 5  
0Hz*L,Bh4  
#,dE)  
模式竞争 83*"58  
mdu5aL  
Kt,ENbF  
q? x.P2  
调Q激光器输出特性 5feCA ,v7  
.\0PyV(  
* \@u,[,  
^L&hwXAO:  
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LbGyD;#_  
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QQ:2987619807 Ybr&z7# 2  
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