GLAD：共焦非稳腔模拟仿真

J`8>QMK^5   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： /Z % ?;   $x)'_o}e        (11.1) #0P <#S^7   其中，a是孔径半径，L为腔长，λ为波长，M是准直倍率。相应的参数数值为:L=90cm，a=0.3cm，M=2，λ=10μ。带入后计算得：Nc=2，Neq=0.75。 dyp]y$   njX:[_&   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%。 GS$k   ft*0?2N~   GLAD的计算与该理论相符甚好。 3Mcz9exY   "p;DQ-V   *c%@f<R~   参考文献 kg61D gu   sogbD9Jc   A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). .;F+ QP0   $ i&$ZdX   CeiU2.:U   C 谐振腔参数 w2,T.3DT   ---------------------------------------- R] [M_ r   等效菲涅尔数      0.5 }ri*e2y)   放大倍率          2 qB39\j   腔长              90cm b mm@oi   孔径1半径       0.3cm X|QCa@Foe   孔径2半径      0.6cm G9 a%N   ----------------------------------------- [s34N+vU   __fR #D   ## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 z\h+6FCD   ## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数 ?|8Tgs@+   ##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 *0hiPj:   ###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 yki k4MeB   variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 55cldo    variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 YJ^ lM\/<   OT&E )eR   ####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 G}-. xj]   macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 #rpqt{ml   pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 Wi5|9   clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 L@4zuzmlb   mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 {^kG<v.vV   prop 90                              # 向后传播90cm ._&lG3'   mirror rad=360.                        # 凹面镜 HV9SdJOf   clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 ^0|NmMJ]   prop 90 # 向前传播90cm f0`' i[   variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy B R:   write/screen/on  # 写屏 -n *>zGc   udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 ,4Fqvg   gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # (K6`nWk2   gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 W^ :/0WR   energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 oyt//SE   if STOP macro/exit  # 条件退出   ZQkw}3*n   if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句 9f^PR|F   title resonator mode pass = @pass_number   $vLV< y07   plot/l xrad=.75   v|I5Gz$qpa   endif 3NN'E$"3   macro/end 2E2}|: ||&   y,&M\3A   ###初始化变量 {&#~t4   pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # VDKS_n   field_radius = 1.6  #调整场半径 SO<m(o)G2   6lWFxbh   c##建立初始单位和高斯场分布 dT)KvqX   array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 mrC+J*   units/field 1 field_radius  # 定义单位 H 1D;:n   wavelength/set 1 10.  # 定义波长 ?GNF=#=M   gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 z>33O5U   :dguQ|e   c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出 E)O|16f|>   gain/eigenvalue/set 1   9I\3T6&tr   plot/screen/pause 3 ZGpTw[5ql   TEST = 1   .Sr:"SrT   resonator/name conres  #设置谐振腔名字 iEviH>b5   resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 UB$`;'|i   TEST = 0   3rdfg   pass_number = 0  #往返次数初始化为0 p$nK@t}   clear 1 0                                  #光束初始化为0 +%Yc4   noise 1 1                                 #从噪声开始 ~y 2)&x   resonator/run 30                         #宏运行30次 r^A#[-VyNP   title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 ;(Xe@OtW   plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 qX+gG",8   plot/udata max=0   #设置横坐标范围 EotwUT|   @ 9 {%Kn   ###绘制汇聚场分布 pTALhj#,   title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 2]} Uov   plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 }utNZhJ   plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           ,B%fjcn   obs 1 .3                           o? i.v0@!K   title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 v0C;j(2zb   plot/watch ex11a_3.plt             oKYhE   plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         lP*   pf8O`e,Awf   c##应用透镜并传播到远场 7y)=#ZG'R   lens/sph 1 100                   DMQNr(w{!2   prop 100                         h ??C4z   title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 V[Rrst0yo   plot/watch ex11a_4.plt             P-+M,>vNy[   plot/liso 1 ns=64                 *NW QmC~   ``$%L=_m   c###生成环围功率表 TH>?Gi)"   encircled/calculate/energy 1       (9}eF)+O   encircled/udata 1                 qB F!b0lr   title ex 11: encircled energy       fJWxJSdi   plot/watch ex11a_5.plt # $>r>0S#+\&   plot/udata 1 min=0. max=1. # 7-d}pgVK   end [v0ri<sm   图1.刮刀镜镜前会聚横模 1BMB?I   -XVEV   图2.单程能量损失图 ,g/ _eROJ   图3 ] )V2}gH   +9zJlL^A%   图4.刮刀镜镜后会聚横模 0+}EA[   Z'Exw-ca   图5.准直谐振腔的远场分布 7}ws |4Y   ]$~Fzs   图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线

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