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infotek 2023-02-16 08:28

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%。 Dc oTa-~  
H1|X0 a(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 t K{`?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<)[+ @$0  
Ew4DumI  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 T>n,@?#K  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数 ]lQhIf6)k  
##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏 VbBZ\`b  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 G7%Nwe~Y  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 9]|[z{v'>l  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 d7Q. 'cyQ  
@Z@yI2#e  
####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环 wi*Ke2YKP  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 e[915Q_  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 g IX"W;  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 k>VP<Zm13  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜,曲率半径r=180 yuFuYo&[?v  
prop 90                              # 向后传播90cm plfz)x3  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 ?_\Hv@t;  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 6gakopZO  
prop 90 # 向前传播90cm i-sE\m  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy w'M0Rd]  
write/screen/on  # 写屏 c)@M7UK[  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 _3A$z A  
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 !n uXK  
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 J n/  
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         s BRw#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
0c:CA>F  
%AW  

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