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GLAD:共焦非稳腔模拟仿真
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infotek
2023-02-16 08:28
GLAD:共焦非稳腔模拟仿真
Qmh(+-Mp(
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:
lSsFI30
sn-+F%[
(11.1)
x?&xz;
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:N
c
=2,N
eq
=0.75。
WiCM,wDi
J+*Y)k
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%。
|N3CoB
U=1`. Ove
GLAD的计算与该理论相符甚好。
.&!{8jBX
c!FjHlAnP
-(,6w?
参考文献
H {Wpf9_ K
Dve5m=
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970).
xB]v
R$,iDv.jI
/ {bK*A!
C 谐振腔参数
ee?Mo`
----------------------------------------
*bC^X'
等效菲涅尔数 0.5
HbVV]y
放大倍率 2
%l P
腔长 90cm
?mUu(D:7D
孔径1半径 0.3cm
dWWkO03|
孔径2半径 0.6cm
S#z8H+'
-----------------------------------------
y:Ab5/bHy
E|#R0n*
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值
Kt7x'5
## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数
'aWZ#GS*
##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏
SJr:
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径
h>Pg:*N,(
variable/dec/int pass_number # 声明pass_number变量为整数
UR=s{nFd
variable/dec/int STOP TEST # 声明确定收敛的开关
31 ;T$5 v1
@z RB4d$
####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环
z=pV{'
macro/def conres/over # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息
wLSYzz
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器
Vb#@o) z
clap/cir/no 1 .3 # 孔径1 定义
9\0 K%LL
mirror rad=180 # 凸面反射镜,曲率半径r=180
A^pp'{ !.
prop 90 # 向后传播90cm
zSXC
mirror rad=360. # 凹面镜
a][Z;g
clap/cir/no 1 .7 # 孔径2定义
H)+kN'J
prop 90 # 向前传播90cm
1dO8[5uM7a
variable/set Energy 1 energy # 将光束的能量存在变量Energy
qnRzs
write/screen/on # 写屏
:_zKUv]
udata/set pass_number pass_number Energy-1 #储存光束能量的变化量
C(Y6t1
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP # store convergence test in STOP #
+yI^<BH
gain/eigenvalue/show 1 # 显示本征值
m(P)oqwM
energy/norm 1 1 #光束能量进行归一化
0G 1o3[F
if STOP macro/exit # 条件退出
PSE|4{'
if [!TEST] then #TEST值为0, 执行语句
__c_JU
title resonator mode pass = @pass_number
DyZ90]N
plot/l xrad=.75
pwC/&bu
endif
xU"qB24]=
macro/end
1w^[Eno$$
m m`3-F|
###初始化变量
0/]vmDr
pass_number = 0 # 往返次数初始化为0 #
OK}"|:hrd
field_radius = 1.6 #调整场半径
#"JU39e
=SnR9In
c##建立初始单位和高斯场分布
!:e qPpz
array/set 1 128 #设置矩阵为128*128
PEl]HI_H
units/field 1 field_radius # 定义单位
M(jH"u&f
wavelength/set 1 10. # 定义波长
1hG O*cq!
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3 #能量收敛准则的分数变化设置
M3kE91
mY( _-[W
c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出
XQ+hTtP
gain/eigenvalue/set 1
K gX)fj
plot/screen/pause 3
T5;D0tM/
TEST = 1
8msDJ{,X
resonator/name conres #设置谐振腔名字
]0le=Ee^%
resonator/eigen/test 1 #寻找本征值
-y(V-
TEST = 0
,Pm/ci(s
pass_number = 0 #往返次数初始化为0
rl=_ "sd=
clear 1 0 #光束初始化为0
s qKkTG3
noise 1 1 #从噪声开始
'*;rm*n
resonator/run 30 #宏运行30次
k5YDqGn'q
title ex 11: energy per step #设置图形的标题
5 S&>9l
plot/watch ex11a_1.plt #设置图形窗口的名称
TW0^wSm
plot/udata max=0 #设置横坐标范围
=qvU9p2o
5KSsRq/8"
###绘制汇聚场分布
;4IP7$3G
title ex 11: resonator pass no. @pass_number #设置图形的标题
IM/\t!*7
plot/watch ex11a_2.plt #设置图形窗口的名称
)%7A. UO)
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64
\^cn}db)
obs 1 .3
0*/~9n-Vl
title ex 11: outcoupled beam #设置图形窗口的名称
RYNzTA
plot/watch ex11a_3.plt
{cA )jW\'
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64
@:I/lg=Qd
4`F*] Ft
c##应用透镜并传播到远场
=l+p nG
lens/sph 1 100
@C2<AmY9q*
prop 100
e1-=|!U7#
title ex 11: far-field pattern #设置图形窗口的名称,画出远场模式
Jd;1dYkH:
plot/watch ex11a_4.plt
7>LhXC
plot/liso 1 ns=64
K\q/JuDfc
;`+,gVrp
c###生成环围功率表
?*;zS%93U9
encircled/calculate/energy 1
^5+-7+-S
encircled/udata 1
2~)]E#9
title ex 11: encircled energy
[% jg;m
plot/watch ex11a_5.plt #
{~"=6iyj
plot/udata 1 min=0. max=1. #
9[! Hz)|X
end
x1~`Z}LX0
图1.刮刀镜镜前会聚横模
or<JjTJ\o_
^=ikxZyO
图2.单程能量损失图
-*EJj>x
图3
[I9d
w~9gZ&hdp
图4.刮刀镜镜后会聚横模
ZttL*KK
P/Zo
图5.准直谐振腔的远场分布
K^S#?T|[9
<O WPG,
图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线
p,+~dn;=
/_O-m8+4m
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