GLAD：共焦非稳腔模拟仿真

1*?IDYB   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： `a:@[0r0U   /{7x|ay]        (11.1) -9-%_=6   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。 Pf)<6?T   -'{ioHt&X/   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%。 DcoTa-~   H1|X0a(j   GLAD的计算与该理论相符甚好。 ix^:qw;   Mim 9C]h(   0$&Z_oJ   参考文献 H` Q_gy5Z(   -+|0LXo   A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). $a\q<fN}    A`#v-   Qo?"hgjlqm   C 谐振腔参数 &4"(bZ:LO   ---------------------------------------- t>&$_CSWK   等效菲涅尔数      0.5 tK{`?NS   放大倍率          2 zDa*n:S   腔长              90cm 2K, 1wqf'   孔径1半径       0.3cm \EYhAx`2   孔径2半径      0.6cm FO3!tJ\L   ----------------------------------------- 8<)[+@$0   Ew4DumI   ## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 T>n,@?#K   ## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数 ]lQhIf6)k   ##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 VbBZ\`b   ###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 G7%Nwe~Y   variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 9]|[z{v'>l   variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 d7Q. 'cyQ   @Z@yI2#e   ####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 wi*Ke2YKP   macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 e[915Q_   pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 g IX"W;   clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 k>VP<Zm13   mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 yuFuYo&[?v   prop 90                              # 向后传播90cm plfz)x 3   mirror rad=360.                        # 凹面镜 ?_\Hv@t;   clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 6gakopZO   prop 90 # 向前传播90cm i-sE\m   variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy w'M0Rd]   write/screen/on  # 写屏 c)@M7UK[   udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 _3A$zA   gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # s.zH.q,   gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 MrOW&7   energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 J>hl&J   if STOP macro/exit  # 条件退出   Wf: AMxDm   if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句 + 6r@HK`,t   title resonator mode pass = @pass_number   EF)kYz!@   plot/l xrad=.75   pPQ]#v   endif !nuXK   macro/end oH6(Lq'q   (nBJ,v)   ###初始化变量 !S(jT?'w   pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # .vpQ3m>   field_radius = 1.6  #调整场半径 B TcxBh   pVbX#3   c##建立初始单位和高斯场分布 G-"#3{~2   array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 >)#*}JI   units/field 1 field_radius  # 定义单位 fM S-   wavelength/set 1 10.  # 定义波长 MlRgdVX   gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 %5F=!(w   Y 3KCIL9   c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出 "]MF =-v   gain/eigenvalue/set 1   wy) Frg   plot/screen/pause 3 %K ]u"   TEST = 1   C:4h   resonator/name conres  #设置谐振腔名字 OY"{XnPZ   resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 db#y]>^l   TEST = 0   BvX!n"QIb   pass_number = 0  #往返次数初始化为0 >2VB.f   clear 1 0                                  #光束初始化为0 b.Y[:R_9&   noise 1 1                                 #从噪声开始 o6vm(I%   resonator/run 30                         #宏运行30次 l[\[)X3$   title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 uu#ALB Jm   plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 i"w$D{N   plot/udata max=0   #设置横坐标范围 m?<C\&)6x   w:N\]=Vh   ###绘制汇聚场分布 %j^=   title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 @*%.V.   plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 `]tXQqD   plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           "me Jn/   obs 1 .3                           ^=R>rUCmv   title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 hrcR"OZ~X   plot/watch ex11a_3.plt             [eWB vAiW   plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         sBRw#xyS   ZB ~D_S   c##应用透镜并传播到远场 cHJ &a`;   lens/sph 1 100                   2^UFP+Yw   prop 100                         .4-;   title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 y'4=   plot/watch ex11a_4.plt              d(v )SS   plot/liso 1 ns=64                 fep#Kb%"e   )}u.b-Nt.   c###生成环围功率表 b,318R8+G   encircled/calculate/energy 1       `86 9XE   encircled/udata 1                 bcj7.rh]'h   title ex 11: encircled energy       CiPD+I   plot/watch ex11a_5.plt # >mt<`s   plot/udata 1 min=0. max=1. # $,h*xb.   end -} Z   图1.刮刀镜镜前会聚横模 {SROg;vA   %?RX}37K   图2.单程能量损失图 sKHUf1    图3 Uyi_B.:`   T+2?u.{I   图4.刮刀镜镜后会聚横模 *;o=hM)Tp   fMLm_5(H   图5.准直谐振腔的远场分布 2I>CA[qp   ]@WJ&e/'@   图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线

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