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infotek 2022-02-08 15:34

GLAD—激光系统和物理光学仿真软件

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软件简介 MB |(,{S  
Z*ZG5e  
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。 b]g.>$[nX  
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。 {G{@bUG]p  
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。 Zz3#Kt5t3  
t=e0z^2i+  
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。 )v-* WreS  
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。 vp_$6  
>Ia(g0  
功能特性 q3P3euK3  
GLAD在激光器模拟方面有着无与伦比的优势: 7R2)Klt  
1.理论基础是衍射光学,通过分步傅立叶方法实现衍射传输和非线性现象(含增益)的模拟。并将物理光学和几何光学有机结合起来,实现对复杂系统的快速模拟。 462ae` 6l  
2.提供多种激光器组件命令,如透镜(理想的和实际的),透镜阵列,反射镜,棱镜,自适应反射镜,双折射晶体,光栅,谱色散平滑元件,任意形状的光阑,光纤以及各种结构的波导等,可以快速建立激光器模型。 <s7{6n')  
3.准确模拟激光器谐振腔的特性,如输出的激光模式,输出功率与泵浦光之间的变化关系。通过改变谐振腔的参数(如腔镜的曲率半径、通过率、位置参数),可以观察这些因素对于输出模式、输出能量的影响。 I] "$h]T  
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。 1)PR]s:-m@  
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。 z~Pmh%b  
6.采用有限差分方法模拟热透镜效应。 B]qh22Yib  
7.可以模拟偏振过程以及部分相干光现象。 7kwG_0QO  
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GLAD基本版的功能 Y3zO7*-@  
q-3KF  
□ 整合环境设计区(IDE) 4 ?c1c  
E8dp  
□ 简单或复杂激光束追迹 N7jRdT2k%  
s,29_z7  
□ 相干和非相干交互作用 QJE- $ :  
<V8i>LBlz  
□ 非线性激光增益模型 GB+d0 S4  
6b8Klrar!  
□ 透镜和反射镜:球面镜、柱面镜 ^+wzm2i  
LK%B6-;~-  
□ 任意形状的光阑 ?7p| F^  
k2WO*xa*  
□ 近场-和远场-衍射传输分析 \9?<E[  
GJuD :  
□ 稳态和非稳态谐振腔模型 @ixX?N)V  
).boe& .  
□ 为谐振腔设计提供的特殊功能 ,6bMf z  
%N  
□ Seidel, Zernike, 和相位光栅像差分析 !?>)[@2 k6  
U`Ag|R  
□ 平滑随机数波前像差(smoothed random wavefront aberrations) zn x_p /V  
"$'~=' [  
□ 透镜和反射镜数组 Zs{R O  
/t^lI%&  
□ 变量数组,可达1024x1024 k$ M4NF~$  
,+BgY4OY  
□ 方形数组和可分离的衍射理论 N9PM.nbd%  
9C 05  
□ 多重,独立的激光束追迹传输 =arsoCa  
Cr%r<*s  
□ 自动传输技术控制 ^k(eRs;K  
vTEkh0Ys  
□ 薄片增益模型 *Kkw,qp/  
-}sya1(<8  
□ 全局坐标系统 %Eh%mMb^  
*4:/<wI!  
□ 任意的反射镜位置及方位设置 2ML6Lkk  
QX=;,tr  
□ 几何像差 kZ}u  
t>sX.=\$  
□ 大Fresnel数系统模拟 sZB6zTX J  
"6.p=te  
□ Zonal自适应光学模型(Zonal adaptive optics model) ?KXQ)Y/su  
$?-o  
□ 相位共轭(phase conjugation) }_22 wjm~  
$:N "*  
□ 极化模型 }x1IFTa!  
z{0;%E  
□ 部分相干光模型 vUs7#*  
CEq]B:[IC  
□ ABCD传输 (NC>[  
;T+U&U0d|  
□ 光纤光学和3-D波导 -b}S3<15@  
-\$cGIL  
□ 二元光学(binary optics)和光栅 D*gV S  
pe%)G6@G  
□ 矢量衍射方法对高数值孔径(NA)物镜进行分析 :t S"sM  
8m6nw0   
□ M-平方因子评价 h}>/Z3*  
PEt8,,x<"  
□ 相位修正的优化 J\$l3i/I  
mZVOf~9E  
□ 模拟退火优化(simulated annealing optimization) 5yiiPK$qr  
7B!Qq/E?g  
GLAD Pro增加的功能 c\{}FGC  
ydqmuZ%2h#  
□ 非线性光学: PB67 ?d~  
1.Raman放大,四波混频(Four-wave mixing) g Pj0H&,.  
2.倍频 # pB:LPEsK  
3.自聚焦效应(self-focusing effects) ASa!yV=g  
[(F<|f:n  
□ 激光过程: MH;%Y"EI  
1.速率方程增益模型(rate equation gain) ?67I|@^  
2.激光起振和Q-switching O)JUY *&I5  
%N>NOk)  
□ 优化: PZ(<eJ>  
1.任意结构的最小二乘优化(least squares optimization) XJ~l5} y ]  
2.使用者自定义评价函数(merit function) #*$@_  
3.任何的系统参数都能进行优化 ^MHn2Cv/~  
7QiCZcb\  
□ 几何光学: m{.M,Lm:  
1.精密表面配合光线追迹 e=z_+gVm  
2.透镜组的定义和分析 A=C3e4.C  
6Su@a%=j  
□ 大气效应: /+t[,  
1.Kolmogorov扰动 0s9z @>2  
2.热致离焦(thermal blooming) tm1UH 4  
5 t`ap  
典型案例图示 ZHF(q6T  
_<*GU@  
任意形状的光阑 niHL/\7u  
B4:l*P'  
7(~H77  
B%J%TR_  
S形光纤波导 YATdGLTeq  
MR_bq_)  
iQ{&&>V%  
-+=:+LhSMb  
空间光耦合进入光纤 )uid!d  
,ANK3n\  
A$%!9Cma  
YqSXi~.  
二元光学元件 R=?po=  
ff}a <w  
U\Ar*b)/T  
-yAnn  
剪切干涉仪 CFJjh^ ~=  
z34>,0  
YZH#5]o8  
Hg9.<|+yo  
大气热晕 M=AvD(+ha  
Xs>s|_T  
lke~>0;  
q#(/*AoU  
谐振腔分析 XJ h:U0  
N8XC~Dh{  
mheU#&|  
_MdZDhtm  
模式竞争 0/:=wn^pg  
1U7,X6=~  
W~u   
27a* H1iQ  
调Q激光器输出特性 {x|kg;  
>WGP{  
O5^J!(.O\Z  
^b"bRQqm  
\+{t4Im  
H9~%#&fF  

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