首页
->
登录
->
注册
->
回复主题
->
发表主题
光行天下
->
讯技光电&黉论教育
->
GLAD—激光系统和物理光学仿真软件
[点此返回论坛查看本帖完整版本]
[打印本页]
infotek
2022-02-08 15:34
GLAD—激光系统和物理光学仿真软件
tG/aH% 4S
软件简介
z^r|3;
<}d/v_+pnh
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。
v"rl5x
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。
!g8*r"[UJ
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。
(vKI1^,
Rho5s@N 7
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。
L?!$EPr
GLAD的应用领域包括:(1)包含传统光学元件,如各种透镜、反射镜、棱镜的光学系统的衍射传输分析;(2)光束质量的分析和评价;(3)二元衍射光学元件的分析;(4)各种波导的分析;(5)激光系统的分析:无源腔性能分析,含各类增益介质的有源腔分析;(6)多种非线性过程的模拟;(7)偏振效应分析。
Y;} 2'"
h1#S+k
功能特性
=yo{[&Jz
GLAD在激光器模拟方面有着无与伦比的优势:
RU6KIg{H
1.理论基础是衍射光学,通过分步傅立叶方法实现衍射传输和非线性现象(含增益)的模拟。并将物理光学和几何光学有机结合起来,实现对复杂系统的快速模拟。
2B^~/T<\
2.提供多种激光器组件命令,如透镜(理想的和实际的),透镜阵列,反射镜,棱镜,自适应反射镜,双折射晶体,光栅,谱色散平滑元件,任意形状的光阑,光纤以及各种结构的波导等,可以快速建立激光器模型。
K"L_`.&Q
3.准确模拟激光器谐振腔的特性,如输出的激光模式,输出功率与泵浦光之间的变化关系。通过改变谐振腔的参数(如腔镜的曲率半径、通过率、位置参数),可以观察这些因素对于输出模式、输出能量的影响。
``!G I'^
4.提供多种诊断函数,通过调用这些函数可以计算任意光场的参数,如Strehl比,M2因子,光束的半高全宽,环围能量(可聚焦能力的一个重要的衡量参数),输出光束的像差特性(拟合出Zernike多项式的系数),波前的RMS值,光学传递函数(OTF),光学系统的Rayleigh范围以及位置等。
/|?F)%v\
5.在非线性特性方面的模拟具有非常显著的优势,是目前唯一能够涵盖几乎所有非线性特性的物理光学模拟软件。可以模拟的非线性过程包括:各种增益过程(包括CO2增益模型、BEER定律增益模型、半导体增益模型、三能级系统模型、速率方程模型),自聚焦过程,倍频过程,和频过程,四波混频过程,Raman放大过程,大气湍流引起的热晕过程。
G]4OFz+
6.采用有限差分方法模拟热透镜效应。
0Q'v HZ"
7.可以模拟偏振过程以及部分相干光现象。
5:UyUB
u)v$JpNE
GLAD基本版的功能
:
/}=a{J
`)$`-Pw*
□ 整合环境设计区(IDE)
"A;s56 }'&
.)7:=
□ 简单或复杂激光束追迹
c5("-xB
atyu/+U'}
□ 相干和非相干交互作用
&UL_bG}
JkU1daTe
□ 非线性激光增益模型
{b1UX9y
]=x\b^
□ 透镜和反射镜:球面镜、柱面镜
'<7S^^ax
MAnp{
□ 任意形状的光阑
G+VD8]!K1
,)zt AFn=
□ 近场-和远场-衍射传输分析
D{cZxI
JS!*2*Wr
□ 稳态和非稳态谐振腔模型
\5~;MI.Sq
t,h{+lYU
□ 为谐振腔设计提供的特殊功能
o-z &7@3Hu
94Ud@F9d5
□ Seidel, Zernike, 和相位光栅像差分析
7d;pvhnH
@uM EXP
□ 平滑随机数波前像差(smoothed random wavefront aberrations)
JB^Q\;$
i.y=8GxY
□ 透镜和反射镜数组
'tm$q/&
UQI f}iR
□ 变量数组,可达1024x1024
K'aWCscM
.wy$-sG81
□ 方形数组和可分离的衍射理论
2+.18"rvi
vc8?I."?
□ 多重,独立的激光束追迹传输
~zF2`.
f@@s1gdb
□ 自动传输技术控制
xx }GOY.J
+?[BU<X6u
□ 薄片增益模型
7J|&U2}c
iY~rne"l
□ 全局坐标系统
``u:lL
rwSbqL^eM
□ 任意的反射镜位置及方位设置
d"ZU y!a
*5OCqU+g
□ 几何像差
zE|Wn3_sd
ufrqsv]=
□ 大Fresnel数系统模拟
ghAi{@s$)
mI7~c;~
□ Zonal自适应光学模型(Zonal adaptive optics model)
\?Mf _
-.iNNM&a
□ 相位共轭(phase conjugation)
uP@\#/4u
v+=k-;-
□ 极化模型
uLk]LT
" xR[mJ@U
□ 部分相干光模型
J!TBREK
|c2xy
□ ABCD传输
HjA_g0u
A6{b?aQ
□ 光纤光学和3-D波导
g=l:cVr8y
u6Je@e_!
□ 二元光学(binary optics)和光栅
fD4ICO @
!kL> ,O>/
□ 矢量衍射方法对高数值孔径(NA)物镜进行分析
QI}E4-s8
Xsuwa-G!5~
□ M-平方因子评价
Pc_VY>Ty
` ;)ZGY\
□ 相位修正的优化
'91".c,3?
A8DFm{})c
□ 模拟退火优化(simulated annealing optimization)
fuX'~$b.fA
"D][e'
GLAD Pro增加的功能
:
R Oc`BH=
r~7:daG*
□ 非线性光学:
Hkd^-=]]no
1.Raman放大,四波混频(Four-wave mixing)
z[EFQ^*>
2.倍频
{9LWUCpsf
3.自聚焦效应(self-focusing effects)
jS<_ )
'ZP)cI:+X
□ 激光过程:
831JwSR
1.速率方程增益模型(rate equation gain)
-\,zRIOK
2.激光起振和Q-switching
OGO~f;7
XYEv&-M`?w
□ 优化:
TDt Amk
1.任意结构的最小二乘优化(least squares optimization)
en*d/>OVJ
2.使用者自定义评价函数(merit function)
E?)656F[
3.任何的系统参数都能进行优化
k\`S lb1
o<i,*y88
□ 几何光学:
9QC.TG@
1.精密表面配合光线追迹
c#/H:?q?a
2.透镜组的定义和分析
H1EDMhn/
sEc;!L
□ 大气效应:
Vz=auM1xZ
1.Kolmogorov扰动
I97yt[,Yy
2.热致离焦(thermal blooming)
#^#HuDH
8,"yNq
典型案例图示
ANi)q$:{
O) atNE
任意形状的光阑
~b~2 >c9
: 9t4s#.
g'$tj&Vk:
MrRaU x6z
S形光纤波导
~lAKJs#{
9W ^xlid6
WjSc/3Qy
jE2}p-2Q0
空间光耦合进入光纤
;)AfB#:d
c]-*P7W
LwcIGhy
D L'iS
二元光学元件
e4>"92hX
M<PIeKIEB
``VW;l{
"es?=
剪切干涉仪
_PFnh)o
q@hzo>[
Kf tgOG f
b75$?_+
大气热晕
DV)3
!TM*o+;
yS(}:'`r
KnhoaBB
谐振腔分析
^~`?>}MJ
Fs_]RfG
zq+o+o>xo
0|&\'{
模式竞争
0& >H^
1923N]b
("~DJ=
7\]E~/g
调Q激光器输出特性
;5-r_D;9
)SryDRT
c~QS9)=E
0:0NXVYs&
40E#JF#
WrPUd{QM
查看本帖完整版本: [--
GLAD—激光系统和物理光学仿真软件
--] [--
top
--]
Copyright © 2005-2026
光行天下
蜀ICP备06003254号-1
网站统计