首页 -> 登录 -> 注册 -> 回复主题 -> 发表主题
光行天下 -> GLAD,LASCAD,ASLD -> GLAD 5.0功能介绍 [点此返回论坛查看本帖完整版本] [打印本页]

infotek 2021-09-02 09:57

GLAD 5.0功能介绍

以下我们使用一个很简单的共振器范例模型进行功能示范 Z;=h=  
此范例将会示范如何使用GLAD。我们将使用resonator.inp这个档案示范共振器。即使使用者对共振器不感兴趣,这个范例也将会展示在GALD中解决问题的几个重要步骤: Y.}"<{RQ  
 初始化计算机数组及单位 &,v- AL$:Q  
 选择波长 U-F\3a;&  
 定义初始分布 u^6@!M  
 使用宏进行重复运算 )FLDCer  
 建立数据显示计算结果 MP/@Mf\<E  
此共振器将使用半对称的结构进行计算,由半径50cm的球面镜及平面镜所组成。共振器的长度为46cm。输出将由平面镜输出。下表1显示其结构参数:
pm2-F]  
dh9Qo4-{  
"|N58%  
图1-稳定的共振器结构。其光腰将会在平面镜上形成,及其相曲率将与曲面镜的理想模态曲率相同 ar&j1""  
为了简化讨论,我们将忽略增益及形成bare-cavity分析。我们开始分析从准备一个命令档案如下: !sknO53`H`  
variab/dec/int pass ,=_)tX^  
macro/def reson/o fAEgrw%Ti  
pass = pass + 1 # increment pass counter  3o_)x  
prop 45 # propagate 45 cm. @euH[<  
mirror/sph 1 -50 # mirror of 50 cm. radius GtuA94=!V&  
clap/c/n 1 .14 # .14 cm. radius aperture CdEQiu  
prop 45 # propagate 45 cm. along beam G3.*fSY$.<  
mirror/flat 1 # flat mirror }na0  
variab/set Energy 1 energy # set variable to energy value h.Y&_=Gc  
Energy = Energy - 1 # calculate energy difference $ol]G`+  
udata/set pass pass Energy # store energy differences ~^{>!wU+  
energy/norm 1 1 # renormalize energy nrBpq  
plot/l 1 xrad=.15 # make a plot at each pass 0sMNp  
macro/end 64LX[8Ax#  
array/set 1 64 # set array size \T'.b93~B  
wavelength/set 0 1.064 # set wavelengths &9+]{jXF  
units/set 1 .005 # set .005 cm sample spacing [ Xa,|  
resonator/name reson # set name of resonator macro o*k.je1  
resonator/eigen/test 1 # find resonator properties h6CAd-\x\  
resonator/eigen/set 1 # set surrogate beam to eigen mode A ".v+  
clear 1 0 # clear the array 3# g"Z7/  
noise 1 1 # start from noise IZ/PZ"n_(  
energy/norm 1 1 # normalize energy `w6*(t:T  
pass = 0 # initialize pass counter E ,kDy:  
reson/run 100 # run resonator 100 times t)kc`3i<A  
title Energy loss per pass d/8p?Km  
plot/watch plot1.plt # set plot name 'iM#iA8  
plot/udata min=-.05 max=.0 # plot summary of eigenvalues r*q  
title diffraction mode shape OXxgnn>W'  
set/density 32 # set plot grid to 32 x 32 b I-uF8"  
set/window/abs -.05 .05 -.05 .05 # set plot window Ao )\/AR'  
plot/watch plot2.plt # set plot name *M?[Gro/  
plot/iso 1 # make an isometric plot u Gmv`R_  
以下就对每一项指令来做介绍: m >Rdsn~l  
variab/dec/int pass H|Y*TI2vf8  
此行定义一整数变量叫pass。我们将使用pass来储存数据,变量如果不清楚的定义为整数,将会被定义为实数变量。
`<3%`4z/  
macro/def reson/o D_N0j{E  
此行开始定义宏,就像是子程序或函式一样。所有介于macro/def与macro/end之间的指令都将定义为宏。这些指令暂时不会被执行。这些指令列将被放在MACLIB中留待以后使用。这些宏指令列将不需缩排。但使用缩排将会使这些指令更容易阅读。
[+F6C  
pass = pass + 1 # increment pass counter }6'%p Bd  
此行将pass变数加一。这是一个简单的数学式。我们使用pass来计算执行宏的次数。#字符表示其后的字为批注。当我们在下指令时使用批注是很重要的一件事。
{e+}jZ[L  
prop 45 # propagate 45 cm. :@RX}rKG  
此行表示绕射传播45cm。绕射传播的计算花费最多的时间。但是,对现代的计算机而言64X64的矩阵运算只是很短的时间而已。
WaPuJ 5;e  
此45cm的传播距离是将光线由左边的平面镜,传播至右边的曲面镜如图一。 Z<jC,r  
mirror/sph 1 -50 # mirror of 50 cm. radius Y|l&mK?  
此行为设定球面镜为曲率50cm。”1”表示设为镜面对光束 1作用。光束最多可达40道,但只有一道用在此一分析中。在指令中的负号表示为一凹面镜。此凹面镜使光线收敛并将光线反向。
.GSK!1{@  
clap/c/n 1 .14 # .14 cm. radius aperture qyKI.X3n*  
此一指令建立一圆形的0.14的孔径对光束1作用。孔径是非常重要的在共振器中,它大量的减少了散射光线。并且,孔径将光束减为剩下最少的模态。
4C#r=Uw`  
prop 45 # propagate 45 cm. along beam tCR#TW+IY-  
此为第二次传播将光束由右边的球面镜向左传播回平面镜。
%ws@t"aER  
mirror/flat 1 # flat mirror Q\nIU7:bZ  
建立一平面镜在左边针对光束1。对bare-cavity共振器分析,光束只是直接反射回右边。在真实的雷射中,镜面将会是部份反射让光束传播出去。
[Ot<8)Jm  
variab/set Energy 1 energy ~eZ]LW])  
变数Energy设为光束1的总能量(真实能量)。我们没有将其定义为实数变量,但在GLAD中将会自动设为实数变量。
H %Dcp#k  
Energy = Energy - 1 # calculate energy difference b}3t8?wG&  
此算式将能量减1计算每次传递所损失的能量。
dEI]|i r  
udata/set pass pass Energy # store energy differences aI\:7  
此处使用udata这个指令将Energy数据存入数组中,使用两个pass变量,分别为数组的横坐标及纵坐标。
-kP$S qR~  
energy/norm 1 1 # renormalize energy ]IclA6  
此行将共振器中的能量归一化。在真实的雷射中,能量被孔径及其它效应所损失,以及被其它放大器的能量增幅,在稳定态时所平衡。在bare-cavity分析中,就像我们在这里所做的,我们模拟拟稳定态增益简化为将增益值做再归一化,在每次传播的最后。
:anR/  
plot/l 1 xrad=.14 # make a plot at each pass y&W3CW\:  
画出空腔分布使用等比例的绘图显示模态形式对时间的关系图。
+gyGA/5:d$  
macro/end z41v5rB4  
结束宏定义
 /M@[ 8  
array/set 1 64 # set array size *=}\cw\A  
此指令是定义Beam 1为64 x 64的矩阵。此数据为计算的主体,任何尺寸的矩阵都可以被定义。对一个小型的稳定空腔共振器而言,一个小的矩阵已经足够准确,因为只有低阶模态是最重要的。
dC/@OV)0#  
wavelength/set 0 1.064 # set wavelengths OJ1MV7&  
设定Beam 1 的波长为1.06μm
RhWW61!"  
units/set 1 .005 # set array size /,yRn31[  
此行定义数组的尺寸为0.005 cm,所以64 x 64的数组大小为0.32 cm
c :2w(BVi  
resonator/name reson # set name of resonator macro FN<S agj  
此行定义共振器的宏名称为”reson”
VBtdx`9  
resonator/eigen/test 1 # find resonator properties C)mR~Ey  
此行进行共振器的测试,得到其基本特性。GLAD使用此一信息来决定所使用的数值算法。使用正确的数值算法是非常重要的,可让我们在每次的传递后得到正确的结果。光束的强度及相位在每次传递后都会改变,但其算法必须保持不变才能得到正确的结果。
Zg4kO;r08  
resonator/eigen/set 1 # initialize surrogate beam sE])EwZ  
此处确定光束最初的初级损失模态,藉由此一指令resonator/eigen/set来确定。可以确定用来计算高斯光束的演算已设定完成。我们可以变更光线的资料,在下面两行指令完成后。
{pXqw'"1.  
clear 1 0 # clear the array (@Kc(>(: Y  
noise 1 1 # start from noise
<2e[;$  
第一行设定整个光线矩阵为零。第二行放入随机数噪声在数组中,仿真自发辐射所造成的噪声影响。 M2nWvU$  
大部份的雷射都从自发辐射开始,所以此一设定更增加了真实性,而不是简单的平面波而已。当然,稳定态的解不会因为我们的初始条件而有所影响。
2@!B;6*8q  
3ESrd"W=  
energy/norm 1 1 # normalize energy b(Yxsy{U  
此行调整光线的强度,不需要改变其外形,所以其总能量将会是归一化的。我们将会量测能量在每次传递后并减1,此一差异将表示出能量的损失。
wzF%R {;  
pass = 0 # initialize variable -Rwx`=6tV  
将pass这个变数设为0
$T6+6<  
reson/run 100 uE}$ZBi q  
执行reson此一宏100次,有时候我们会需要执行超过100次或少于100次的执行得到稳定 GvBmh.  
的效能。
e8eNef L$  
title Energy loss per pass !-m 'diE  
定义下式绘图所使用的标题
25;(`Td 5  
plot/watch plot1.plt # set plot name E5IS<.  
此指令建立绘图文件名称。绘图数据将会储存在此一档案中。Watch程序会自动的显示绘图数据并自动更新数据,当新的绘图数据建立在同一个文件名称中。Watch将会针对不同的文件名称建立不同的绘图窗口。可以让我们同时观察到许多图形。
LMNmG]#!  
plot/udata min=-.05 max=.0 T7^?j :kJ/  
此行画出在宏中使用udata/set所收集的数据。最小及最大值的定义更有效的显示出损失。
:W9a t  
title diffraction mode shape C[,&Y&`j  
此行定义下图的标题
8<{i=V*x4  
set/density 32 # set plot grid to 32 x 32 t[/APm-k~>  
set/window/abs -.05 .05 -.05 .05 G8.nKoHv7x  
第一行定义网格线密度为32x32。第二行定义绘图宽度为0.05 x 0.05 cm。此指令让绘图区域正好足够绘出主要的光线部份。
WFTwFm6  
plot/watch plot2.plt # set plot name 8 q>  
此行定义新的绘图档案。Watch将会定义新的绘图窗口给新的档案。
zJ_y"bt  
plot/iso 1 ')TS'p,n  
此行定义等比例图显示共振图的模态在100次的传递后。因为我们开始于随机数噪声,经过100步 nE56A#,Q,  
之后并未完全收敛,还有一些低阶的Hermite-gaussian模式存在。如果我们执行更多步计算,终究会得到期待的稳定高斯模态。
hOYP~OR  
执行此一档案只要输入read/disk resonator.inp就可执行刚才输入的指令 CY\D.Eow  
D,()e^o  
"TVmxE%(  
QQ:2987619807 8v)iOPmDC  
查看本帖完整版本: [-- GLAD 5.0功能介绍 --] [-- top --]

Copyright © 2005-2025 光行天下 蜀ICP备06003254号-1 网站统计