GLAD：共焦非稳腔模拟仿真

vgThK9{m;   采用球面反射镜构造了一个共焦非稳腔，该结构与Siegman和Miller描述的结构一致[1]。该谐振腔的准直菲涅尔数和等量菲涅尔数分别为： 2w4MJ,Uw   ,8##OB(        (11.1) X| <yq   其中，a是孔径半径，L为腔长，λ为波长，M是准直倍率。相应的参数数值为:L=90cm，a=0.3cm，M=2，λ=10μ。带入后计算得：Nc=2，Neq=0.75。 '[f Zt#   RL&lKHA   激光在腔中来回一次后，分布的单位是初始时的两倍。要开始另一次来回传输，单位需要缩放到原来的单位，根据Siegman和Miller理论，每个来回损耗大约为44%。 XTo8,'UaP   d)KF3oA   GLAD的计算与该理论相符甚好。 i!,HB|wQ   v8'5pLt"   ;J=:IEk   参考文献 l &Z(K,6   %),!2_ x~   A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). JXm?2/   XA3s],Rk   SdI1}&   C 谐振腔参数 w~N-W8xNR   ---------------------------------------- _]o5R7[MQ   等效菲涅尔数      0.5 x+:zq<0|   放大倍率          2 6mHhC?   腔长              90cm ikHOqJ-,m   孔径1半径       0.3cm bU+9Gi@v   孔径2半径      0.6cm x)R0F\_   ----------------------------------------- C +@ i   Pux)>q] C   ## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 c[5@\j\   ## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数 Tz` ,{k   ##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 q"nGy#UWR   ###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 9h&yuS'Yj   variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 N-QCfDao   variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 e/94y6* >   P(;Mb{   ####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 C3.=GRg~l   macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 bl.EIyG>   pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 M/B/b<['   clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义  ?Ib}   mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 g1V)$s7   prop 90                              # 向后传播90cm +^gO/0   mirror rad=360.                        # 凹面镜 !Uy>eji}   clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 ^PQM;"   prop 90 # 向前传播90cm or.\)(m#(   variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy ^Y 7U1I   write/screen/on  # 写屏 j^I!6j=ZX   udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 CQ18%w6   gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # [YE?OQ7 #   gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 5hz_P+Q   energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 0jTMZ<&zZ   if STOP macro/exit  # 条件退出   a}yR p   if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句 +WLD   title resonator mode pass = @pass_number   a_%>CD${t   plot/l xrad=.75   UkfA}b^@ v   endif Hirr=a3   macro/end %zflx~   /7vE>mSY   ###初始化变量 O6]u!NqG   pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # (9 'be\   field_radius = 1.6  #调整场半径 L*^ V5^-   !gJzg*{u@   c##建立初始单位和高斯场分布 rKIRNc#d   array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 bd{\{[^S!   units/field 1 field_radius  # 定义单位 LG6I_[   wavelength/set 1 10.  # 定义波长 -TZ ^~s   gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 R@$+t:}   nx$bM(.   c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出 ^U{P3%uZ   gain/eigenvalue/set 1   BA*&N>a   plot/screen/pause 3 iAHZ0Du   TEST = 1   uMpl#N p   resonator/name conres  #设置谐振腔名字 ArX]L$D   resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 H &fTh   TEST = 0   KBj@V6Q   pass_number = 0  #往返次数初始化为0 l7~Pa0qD   clear 1 0                                  #光束初始化为0 |0]YA   noise 1 1                                 #从噪声开始 hXTYTbTX   resonator/run 30                         #宏运行30次 kQ[Jo%YT?E   title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 ` u=oeM:   plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 c/RT0xql*   plot/udata max=0   #设置横坐标范围 X TM$a9)   -;ER`Jqs,   ###绘制汇聚场分布 <M305BH   title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 23k)X"5   plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 q;No"_aAd   plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           E4Zxv*   obs 1 .3                           {83C,C-   title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 B'#4;R!8P=   plot/watch ex11a_3.plt             1yJ75/   plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         0<3E   !G[f[u4Zg   c##应用透镜并传播到远场 I}_;A<U   lens/sph 1 100                   "]<w x_!+}   prop 100                         ^vG=|X|)c   title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 ZIe+   plot/watch ex11a_4.plt             Q!`)e@r   plot/liso 1 ns=64                 ;/R kMS   s!aO*\[<h   c###生成环围功率表 zF?31\GOX   encircled/calculate/energy 1       '9"%@AFxZ   encircled/udata 1                 3?  };   title ex 11: encircled energy       (HPz   plot/watch ex11a_5.plt # `ReGnT[   plot/udata 1 min=0. max=1. # 6UO$z-e   end L7<+LA)s0   图1.刮刀镜镜前会聚横模 V&g)m.d:n   !"`Jqs   图2.单程能量损失图 aU4R+.M7@   图3 ^glX1 )   "A]?M<R   图4.刮刀镜镜后会聚横模 }a'cm!"   6-tiRk~   图5.准直谐振腔的远场分布 NtqFnxm /   \FVNXUMU   图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线

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