GLAD：共焦非稳腔模拟仿真

^;a[v^&9   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： yWzTHW`)Mr   <mN3:G        (11.1) E'Bt1u   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。 t(Uoi~#[   qb Q> z+c   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%。 'g#GUSXfj   e\<I:7%Rg   GLAD的计算与该理论相符甚好。 X6)LpMm   ) 7^jq|   -Q; w4@   参考文献 >qE$:V"_5   L" o6)N   A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). {#vo^& B   Ev%\YI!MaY   / y}   C 谐振腔参数 d1-QkW^0y   ---------------------------------------- P1t5-q   等效菲涅尔数      0.5 r$KDNa$/a   放大倍率          2 ?V0IryF;   腔长              90cm gnQd#`   孔径1半径       0.3cm 9g7T~|P   孔径2半径      0.6cm gisZmu0   ----------------------------------------- n#*cVB81   ?g'l/xuRe   ## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 5J,vH   ## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数 6[cMPp x   ##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 G B#7w82   ###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 L,i-T:Z~=   variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 0^+W"O   variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 Jps!,Mflc   vQ;Z 0_   ####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 M<SZ7^9<   macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 ;.iy{&$   pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 W+QI D/   clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 zIu1oF4[   mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 Q8_d]V=X:   prop 90                              # 向后传播90cm !59q@Mya[   mirror rad=360.                        # 凹面镜 j0J6ySlY   clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 U-@\V1;C   prop 90 # 向前传播90cm K$4Ky&89   variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy 2n\EZ   write/screen/on  # 写屏 p|zW 2L   udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 Qi9SN00F.   gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # u!O)\m-   gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 "zu gnim   energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 r;-\z( h   if STOP macro/exit  # 条件退出   }q^CR(h (R   if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句 IMj{n.y4   title resonator mode pass = @pass_number   ~!I \{(   plot/l xrad=.75   i9d.Ls   endif =dPrG=A   macro/end 7z}NI,R}1   8"+Kz   ###初始化变量 \QVL%,.%M   pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # :>|[ o&L   field_radius = 1.6  #调整场半径 lyP<&<Y5   p?5zwdX+`   c##建立初始单位和高斯场分布 _s^sZ{'2_   array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 O[!]/qP+.   units/field 1 field_radius  # 定义单位 ./u3z|q1   wavelength/set 1 10.  # 定义波长 bYiaJ   gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 zFlW\wc   Up~#]X   c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出 -LUKYG BK   gain/eigenvalue/set 1   zMtx>VI   plot/screen/pause 3 )<%GHDWL   TEST = 1   {<V{0 s%   resonator/name conres  #设置谐振腔名字 flRok?iF   resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 [S4<bh!   TEST = 0   tks1*I$S<   pass_number = 0  #往返次数初始化为0 HZ/e^"cpM   clear 1 0                                  #光束初始化为0 kIyif7   noise 1 1                                 #从噪声开始 wtK+\Qnb   resonator/run 30                         #宏运行30次 ?e0ljx;   title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 n*uT   plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 @PutUYz   plot/udata max=0   #设置横坐标范围 L^dF )y?   (m13 ong   ###绘制汇聚场分布 ^I7iEv   title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 af)L+%Q%R   plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 l4RZ!K*X_"   plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           4PR!OB   obs 1 .3                           `Ps&N^[   title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 _vm~yKId   plot/watch ex11a_3.plt             1GE[*$vuq   plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         f]Xh7m(Gh   \Cx2$<8   c##应用透镜并传播到远场 FG/1!8F   lens/sph 1 100                   Kqm2TMO]>V   prop 100                         PY[nnoF"|   title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 Ejmpg_kux   plot/watch ex11a_4.plt             <v% Q|r   plot/liso 1 ns=64                 ''tCtG" Xi   {{qu:(_g   c###生成环围功率表 6o 6I]QL   encircled/calculate/energy 1       1aDx 6Mq   encircled/udata 1                 s+DOr$\   title ex 11: encircled energy       VX0}x+LJ   plot/watch ex11a_5.plt # B 1jeIk,   plot/udata 1 min=0. max=1. # Q\rf J||   end *PM#ngLX}r   图1.刮刀镜镜前会聚横模 Qco8m4n   }p5_JXB V   图2.单程能量损失图 |0OY>5   图3 H%pD9'q~   u.;l=tzz   图4.刮刀镜镜后会聚横模  @Z.BYC   *O_>3Hgl   图5.准直谐振腔的远场分布 0Xb,ne 7   5:|9pe)   图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线

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