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infotek 2022-02-08 15:34

GLAD—激光系统和物理光学仿真软件

C~nzH,5  
软件简介 YP.5fq:  
P_?gq>E8  
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。 mL{B!Q  
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。 9K5pwC\$%  
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。 w[9|cgCY  
'MEz|Z  
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。 c_-drS  
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。 |B'9\OkP[=  
X%Z{K-  
功能特性 zm]aU`j  
GLAD在激光器模拟方面有着无与伦比的优势: a:"Uh**  
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。 MHh~vy'HB5  
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。 U7 `A497Z  
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。 CK,7^U  
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。 RIb4!!',c  
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。 zo+nq%=  
6.采用有限差分方法模拟热透镜效应。 }`W){]{k O  
7.可以模拟偏振过程以及部分相干光现象。 p[hZ@f(z  
;'5>q&[qbP  
GLAD基本版的功能 ]bj&bk#  
B8B; y^b>i  
□ 整合环境设计区(IDE) M,/mE~  
Fs{x(_LOr  
□ 简单或复杂激光束追迹 _CW(PsfY  
}\HN&@  
□ 相干和非相干交互作用 85n1eE  
5jd,{<  
□ 非线性激光增益模型 >#hO).`C  
NWM8[dI  
□ 透镜和反射镜:球面镜、柱面镜 k.uMp<)D  
cW i}V  
□ 任意形状的光阑 `D=S{   
V}dJ.I /#  
□ 近场-和远场-衍射传输分析 =x<ge_Y  
RoU55mL  
□ 稳态和非稳态谐振腔模型 A%`[mc]4#  
2 $?C7(kW  
□ 为谐振腔设计提供的特殊功能 H *[_cqnv  
Qp/QaVQ+  
□ Seidel, Zernike, 和相位光栅像差分析 Z8rvWH9  
?Lyxw]  
□ 平滑随机数波前像差(smoothed random wavefront aberrations) &?q/1vLa  
B[V+ND'(  
□ 透镜和反射镜数组 ft$RSb#  
LL2=&VK  
□ 变量数组,可达1024x1024 +6';1Nb@  
D@Vt^_  
□ 方形数组和可分离的衍射理论 a#>Yh;FA  
q OSM}ei>s  
□ 多重,独立的激光束追迹传输 fjU8gV  
\De{9v  
□ 自动传输技术控制 nq6@6GRG  
`}mcEl  
□ 薄片增益模型 8ELCs<xI  
MrDc$p W G  
□ 全局坐标系统 i(iXD  
5\e9@1Rc  
□ 任意的反射镜位置及方位设置 T;,cN7>>O  
4WJ.^(  
□ 几何像差 gREzZ+([  
Y8o)FVcyNy  
□ 大Fresnel数系统模拟 .Yf:[`Q6g  
E=>FjCsu<-  
□ Zonal自适应光学模型(Zonal adaptive optics model) Vl:^>jTki  
4"(<X  
□ 相位共轭(phase conjugation) a{R%#e\n  
](&{:>RNJ  
□ 极化模型 CitDm1DXt/  
s;3={e.  
□ 部分相干光模型 ly:q6i  
F;+|sMrq  
□ ABCD传输 ~S8*t~  
E;+O($bA  
□ 光纤光学和3-D波导 UPG9)aF  
bI:zp!-.  
□ 二元光学(binary optics)和光栅 (H ->IV  
i(>4wK!!  
□ 矢量衍射方法对高数值孔径(NA)物镜进行分析 H^s<{E0<  
Y*H|?uNF  
□ M-平方因子评价 P;Ga4Q.  
#MRMNL@   
□ 相位修正的优化 cNM3I,o7  
kzt(i Y_6  
□ 模拟退火优化(simulated annealing optimization) m+lvl  
nv@8tdrc  
GLAD Pro增加的功能 ~])t 6i  
v 8$>rwB  
□ 非线性光学: 4`!Z$kt  
1.Raman放大,四波混频(Four-wave mixing) g K[YQXfTy  
2.倍频 U$_xUG  
3.自聚焦效应(self-focusing effects) Z@]e{zO  
[3{W^WSOz  
□ 激光过程: &(xH$htv1  
1.速率方程增益模型(rate equation gain) 2oNk 93D  
2.激光起振和Q-switching I?ae\X@M  
L#+q]j+  
□ 优化: SjwyLc  
1.任意结构的最小二乘优化(least squares optimization) L IZRoG8  
2.使用者自定义评价函数(merit function) wtH? [>S;)  
3.任何的系统参数都能进行优化 J6L  K  
*=+td)S/1  
□ 几何光学: >g+?Oebgw  
1.精密表面配合光线追迹 9983aFam  
2.透镜组的定义和分析 IE9 XU9Kd  
"a8j"lPJ  
□ 大气效应: QA5Qwe L  
1.Kolmogorov扰动 Qj.l:9%  
2.热致离焦(thermal blooming) }>VG~u8  
v" OY 1<8  
典型案例图示 n&-qaoNl  
fO0XA"=  
任意形状的光阑 ;9#Z@]p  
5A sP5  
^OstR`U3  
ReM=eS  
S形光纤波导 (UU(:/  
L:1^Kxg  
;K!]4tfJ  
rmE"rf  
空间光耦合进入光纤 jF=gr$  
6y6<JR-V2k  
}T%}wdj  
'J6 M*vO  
二元光学元件 l,,> & F  
Z(Bp 0a  
0o9 3i u=&  
%=/)  
剪切干涉仪 }lfnnK#  
8erSt!oM  
= Wu *+paQ  
WnGGo ' Z  
大气热晕 +TQ47Z c  
t=-SH^$SR  
h\PHK C2  
)w0AC"2O~  
谐振腔分析 ?84 s4BpV1  
Kwg4sr5"D  
m<0&~rg   
Fv Jd8kV  
模式竞争 ,B0_MDA +  
OujCb^Rm  
{6~l$  
69J4=5lX  
调Q激光器输出特性 OnK~3j  
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lhw ,J]0*  
4( 1(e  
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