每周光学工具书推荐——激光软件工具书

《GLAD典型案例手册》 >oGs0mej  

WcOnv'l,   前言 1va~.;/rG   Py~1xf/   GLAD是由美国Applied Optics Research（AOR）公司开发的一款专业的物理光学软件，特别适用于激光领域各种光学现象的仿真和评估！软件的开发者George Lawrence教授长期在光学领域排名NO.1的美国亚利桑那州立大学任教，在物理光学特别是激光领域拥有三十多年的研究经验。目前GLAD软件已经被国内外众多研究机构和公司作为仿真评估工具广泛使用。 @d1YN]ede   M?ObK#l!_   GLAD使用复振幅来描述光束，采用快速傅里叶变换结合分步傅里叶算法进行传输分析，几乎能对所有类型的激光系统进行分析，或对物理光学系统做完整的端-对-端的分析处理，还囊括各种激光增益模型、数种非线性过程和许多其它的激光及物理光学效应。 t[4V1:   GLAD的使用方法为调用内部各类“积木”进行建模、传输和分析。积木的类型包括：用于进行系统和光束初始化的命令；用于表征各类像差和相位屏的命令；用于表征各类传统光学元件的命令；用于表征各类非线性过程的命令；用于表征激光增益介质的命令；用于光束参数诊断的命令；用于计算结果输入、输出的命令等。只要将不同类型的积木有机“组装”起来就可以轻松实现任意光学系统的模拟。 Ef]<0Tm]:   q\n,/#'i~   GLAD的应用领域包括：（1）包含传统光学元件，如各种透镜、反射镜、棱镜的光学系统的衍射传输分析；（2）光束质量的分析和评价；（3）二元衍射光学元件的分析；（4）各种波导的分析；（5）激光系统的分析：无源腔性能分析，含各类增益介质的有源腔分析；（6）多种非线性过程的模拟。 M-> BV9   ) -^(Su(!   为了使广大有志于采用GLAD进行光学系统设计及仿真的师生及研究人员更加全面地了解GLAD的功能，熟悉GLAD的使用，本书从GLAD的案例手册中精选了二十七个案例进行解读，希望对于各位运用GLAD解决实际问题有所裨益。 o FS2*u   不当之处，敬请指正！ 2/>u8j   /_[?i"GW   eq6>C7.$   目录 V]5MIiNl   前言 2 $V\Dl]a1   1、传输中的相位因子与古伊相移 3 >n"4M~I   2、带有反射壁的空心波导 7 9q]n&5   3、二元光学元件建模 14 X8\UTHT&0   4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21 + usB$=kJ   5、大气像差与自适应光学 26 Ial"nV0>0   6、热晕效应 29 fda)t1u\8   7、部分相干光模拟 34 <;lwvO   8、谐振腔的优化设计 43 . 2{*>Dzi   9、共焦非稳腔模拟仿真 47 =oT4!OUf   10、非稳环形腔模拟 53 qORL 7?{   11、含有锥形反射镜的谐振腔 58 WYm<_1   12、体全息模拟 63 re)7h$f}   13、利用全息图实现加密和解密 68 j@s*hZ^J+   14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75 8.zYa(<2   15、拉曼放大器 80 ,v#O{ma   16、瞬态拉曼效应 90 T$"sw7<   17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97 D%*Ryg   18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104 O~#A )d6   19、光学参量振荡器 109 Tvl"KVGm   20、激光二极管泵浦的固体激光器 114 @+7CfvM   21、ZIG-ZAG放大器 122 e81+as   22、多程放大器 133 L_Xbca=   23、调Q激光器 153 -)Hc^'.   24、光纤耦合系统仿真 161 :X}fXgeL   25、相干增益模型 169 9T_fq56Oh6   26、谐振腔往返传输内的采样 181 UB,0c)    27、光纤激光器 191

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GLAD案例索引手册 ~X(2F#{<{  

}z F,dst   目录 :(YFIW`59   &f W'_,-   目   录 i g=$nNQ \6=   ~7wLnB   GLAD案例索引手册实物照片 N$.=1Q$F6   GLAD软件简介 1 '<U4D   Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2 ! NJGW   Ex1a: 基本输入 2 ~NTKWRaR   Ex1b: RTF命令文件 3 Z# %s/TL   Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4 ^fj30gw7\5   Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5 a$3]`   Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5 aMJJ|iiU   Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6 #y f   Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6 Tm2+/qO,   Ex3: 单位选择 7 /*(&Dmt>   Ex4: 变量、表达式和数值面 7 D `av9I   Ex5: 简单透镜与平面镜 7 x~ID[   Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8 u s8.nL/   Ex7:  mirror/global命令 8 Gi\Z"MiBZ   Ex8: 圆锥曲面反射镜 11 n?QglN   Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11 >*EJ6FPO   Ex8b: 离轴单抛物面 12 n-{.7   Ex8c: 椭圆反射镜 12 =@D H hg   Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12 b!qlucAeE   Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12 `{NbMc\ ]   Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17 ( 6ucA   Ex10: 宏、变量和udata命令 17 i (`Q{l   Ex11: 共焦非稳腔 17 C@g/{?\   Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18 ,n`S ,   Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18 n5y0$S/D   Ex11c: 发散输出的非稳腔 19 M5 P3;   Ex11d: 注入相反模式的空腔 19 ?:6w6GwAA   Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20 6,!$S2(zT   Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20 U,8mYv2|   Ex13: 相位像差 20 /m4Y87   Ex13a: 各种像差的显示 21 "jf_xZ$H-   Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23 ;(rK^*`fO   Ex14: 光束拟合 23 H`,t"I   Ex15: 拦光 24 f?TS#jG4}   Ex16: 光阑与拦光 24 S0ReT*I   Ex17: 拉曼增益器 25 L) UCVm   Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26 !DD4Bqez   Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26 `O!yt   Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28 }@~+%_;   Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29 *;l[|   Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29 rH'|$~a   Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30 k\RS L   Ex24: 大气像差与自适应光学 31 CSH*^nk':O   Ex24a: 大气像差 32 ANfy+@   Ex24b: 准直光路中的大气像差 32 >3}N ;   Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32 )x35   Ex25: 地对空激光通讯系统 32 GcG$>&,   Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34 $-.*8*9   Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34 >>cL"m   Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35 e'p"gX   Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35 DPCQqV|7   Ex27c: 转换镜后面的大气像差与微扰以及自适应光学的影响 35 fu?u~QZ8   Ex28: 相位阵列 35 FD[4?\W]#   Ex28a: 相位阵列 35 h gu\~}kD   Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35 ^])s\a$   Ex29: 带有风切变的大气像差 35 `|PhXr   Ex30: 近场和远场的散斑现象 36 9v1Snr   Ex31: 热晕效应 36 DcG=u24Xy!   Ex31a: 无热晕效应传输 37 E,fbIyX   Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37 WXG0Z   Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37 $LG.rJ/*   Ex32: 相位共轭镜 37 A-*MH#QUKh   Ex33: 稳定腔 38 $j\jT   Ex33a: 半共焦腔 38 8"A0@fNz   Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，理想透镜 39 DR]4Tcz#   Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39 aimf,(+   Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39 " t?44[   Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40 ?A04qk   Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40 x3F94+<n{   Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41 QU(Lv(/O   Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41 phB d+zQc   Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41 YN~1.!F   Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42 FEX67A8/;   Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42 *_]fe&s=%   Ex33k: 拓展腔与伪反射 42 O-box?   Ex33l: 谐振腔耦合 43 ,@I\'os   Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45 vu&ny&=`   Ex34: 单向稳定腔 45 J% ZM V   Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47 >U?#'e{qW   Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51 T!Lv%i*|Y   Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53 :&LV^A   Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54 c._!dq&#R   Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56 }:[MSUm5   Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56 "!uS!BI?   Ex36: 有限差分传播函数 57 HGi%b5:<=M   Ex36a: FDP与软孔径 58 LR'~:46#u   Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58 Fq`@sM$   Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58 y<#Hq1   Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58 \Ym!5,^o   Ex37b: 偏振，表面极化效应 60 vl?fCO   Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61 2/Ye<.#   Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61 44KWS~   Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61 t;:Yf   Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61 lE!.$L*k   Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62 C4t~ k   Ex38: 剪切干涉仪 }=.C~f]A   QUg<~q)Oq   Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64 Bo1 t}#7   Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65 Zu>CR_C   Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66 &)|f|\yh"   Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66Ex46: 光束整形滤波器 68 f#hmMa   Ex47: 增益片的建模 68Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70 V343IT\   Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70 1v<uA9A%[   Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70 2z1r|?l   Ex48: 倍频 70Ex49: 单模的倍频 71 <y"lL>JR   Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71 NxB/U_j   Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72 Hq>rK`   Ex52: 锥像差 72Ex53: 厄米高斯函数 74 &4)PW\ioY   Ex53a: 厄米高斯多项式 75Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75 ^K 9jJS9K   Ex54: 拉盖尔函数 75Ex55: 远场中的散斑效应 75 Ye^xV,U@   Ex56: F-P腔与相干光注入 75Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76 @&9<)1F   Ex56b: 在古伊相位附近对注入信号光进行扫面，峰值出现在140° 76Ex56c: 通过正交化确定损耗第二小的模式的古伊相位及其建立过程 76 3M'Y'Szm   Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76 rP/W,! 7:K   Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76 BZjL\{IW   Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79 E/D@;Ym18   Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79 q^~w:$^U   Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79 P(3$XMx   Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80 r4iT 9D   Ex59c:  2f透镜，焦平面扫描 80Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80 zE7)4!   Ex60a: 对散焦的简单优化 80Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81 D2io3Lo$ov   Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81  q ^Gj IP   Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81Ex61: 对加速模型评估的优化 82 N]GF>kf:   Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85 u!b0<E   Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85 7]hRAhJ8I   Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85Ex65: 非相干成像与光学传递函数（OTF） 85 tMo=q7ig   Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87 a`Q-5*\;z   Ex67a: 六边形透镜阵列 88Ex67b: 矩形透镜阵列 88 LrV|Y~   Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88Ex67d: 矩形柱透镜 88 9'KOc5@l^   Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88 1J&hm[3[K   Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88 0,iG9D7   Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89 :%U lNk   Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89Ex69: 速率方程与瞬态响应 89 Xj:\B] v]   Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92 Ac/LNqIs   Ex69c: 速率方程与单步骤 92Ex69d: 半导体增益 92 ~$7YEs)   Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93Ex69f: 速率方程的数值举例 93 Cio(Ptt:   Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93 ~Q=^YZgn8   Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93Ex69j: 稳态速率方程的解 93 ESe$6)P   Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93Ex70: Udata命令的显示 93 fOk(ivYy   Ex71: 纹影系统 94Ex72: 测试ABCD等价系统 94 4*UKR!sr   Ex73: 动态存储测试 95Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95 ;3Q3!+%j   Ex75: 锥面镜 95Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95 *4l6+#W   Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97 =C aSd|    Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔 SWNT}{x]   。。。。。。。。 ^n\g,   msw=x 0{n5   新书《精通LASCAD 3.6》推出[attachment=117432] nNRc@9Lt   kQrby\F(<   目  录 / 6DW+!   e^hI[LbNC   第一章 LASCAD简介 1 BIT<J5>   1.1 创始人简介 1 $- GwNG   1.2 主要功能 1 Nxm '* -A   1.3 主要客户 1 4>]B8ZxH   第二章 LASCAD的安装、启动以及系统要求 4 :}o{<U   2.1 LASCAD的安装 4 sT91>'&   2.2 LASCAD的启动 4 <In+V   2.3 LASCAD对于系统的配置要求 5 0EC/l OS   第三章 计算方法 6 ^K^rl9   3.1 复高斯模式算法 6 Q*/jQC   3.2 有限元分析法（FEA） 6 eW[](lGWM   3.3 基于光束传输程序的物理光学代码（BPM） 6 Ul|htB<1:   第四章 LASCAD的各窗口 8 EsLtC5]   4.1 参数区窗口（Parameter Field） 8 `V?NS,@$   4.1.1 X平面参数（x-Plane Parameter） 8 tCu9 D   4.1.2 Y平面参数（y-Plane Parameter） 9 M|7{ZE`Y   4.1.3 光栏（Apertures） 9 DF"*[]^[   4.1.4 常规参数（General） 10 .y#>mXm>   4.1.5 光斑尺寸 10 Lx3`.F\m G   4.1.6 参数区（Parameter Field）窗口版面 11 H7Pw>Ta ;   4.2 高斯模式图窗口 11 No]#RvEd3   4.2.1 移动、插入和清理元件 13 zBqNE`   4.3 主窗口（LASCAD） 14 Z'c9xvy5   4.3.1 下拉菜单 14 gq+#=!(2   4.3.1.1 文件（File） 14 YKa9]Q   4.3.1.2 打印（Print） 14 =%+xNOdN7?   4.3.1.3 打印到文件（Print to File） 15 qn ` \g   4.3.1.4 复制到剪切板（Copy to Clipboard） 15 ^i17MvT'   4.3.1.5 视图（View） 15 G\*`%B_ n   4.3.1.6有限元分析（FEA） 16 6H|&HV(!R   4.3.1.7 CW激光功率（CW Laser Power） 16 _(KzjOMt   4.4 新项目窗口（New Project） 17 ,^qHl+'   4.4.1 驻波谐振腔选项：（Standing Wave Resonator） 17 <;dFiI-GO#   4.4.2 环形谐振腔选项：（Ring Resonator） 17 ,L8(Vo`-   4.4.3 光外部束选项：（Option: External Beam） 18 L>,xG.oG   第五章 FEA分析简介 19 :tLMh08h   5.1  FEA分析基本原理 19 ;-kg3fGB1Q   5.2 晶体、泵浦光束和材料参数窗口（Crystal, Pump Beam, and Material Parameters） 19 0y/P   5.2.1 模型（Models） 19 BNbz{tbX"   5.2.2 泵浦光（Pump Light） 20 5K$d4KT   5.2.3 边界条件（Boundaries） 28 BU%gXr4Ra   5.2.4 材料参数（Material parameters） 28 "^Vfo$q   5.2.5 掺杂浓度和材料参数（Doping & Materials） 30 #vT~D>zj   5.2.6 有限元分析选项 （FEA Options） 30 \0^Je>-:U   5.3 泵浦光分布窗口（Pump Profile） 32 oF5~|&C   5.4 二维数据模型和抛物线拟合窗口（2D Date Profile and Parabolic Fit) 32 *0%G`Q   5.5 三维视图窗口（3D Visualizer） 35 'zYx4&s   第六章 基于ABCD矩阵的稳定性分析 37 +\MGlsMK@.   6.1 稳定性图表和稳定性判据窗口（Stability Diagram and Stability Criterions） 37 2B]mD-~   6.2 在拖动条处的光束参量窗口（Beam Parameters at Drag Bar Position） 38 a8Z{-=)   6.3 外部光束的入射条件窗口（Starting Conditions of External Beam） 39 D;X/7 p|>   6.4 高斯模式分布窗口（Gaussian Mode Profile） 40 NQ\<~a`Eq   6.5 波前弯曲窗口（Window：Curvature of Phase Front） 41 (APGz,^9#   第七章 激光器输出功率分析 42 o>\epQt~/p   7.1 激光输出功率窗口（Laser Power Output） 42 ] U[4r9V   7.2 准三能级激光器的参数窗口（Parameters for Quasi-3-Level Lasers） 46 Iyt.`z   第八章 动态多模分析（Dynamic Multimode Analysis (DMA)） 48 U p: M[S   8.1 简介 48 BE," lX   8.2 多模速率方程 48 ^1[u'DW4   8.3 光栏和变反射率的反射镜 50 6?3\P>`3Y   8.4 激光输出功率 51 c]/&xRd   8.5 光束质量（Beam Quality） 52 \v([,tiW%   8.6  Q开关分析（Q-Switch Analysis） 53 ~a.ei^r   8.6.1 脉冲形状 54 rNX]tp{j   8.7 动态多模分析代码的图像用户界面（The GUI of the DMA Code） 55 5=P*<Dnj   8.7.1 高斯模式选项（Tab "Gaussian Modes"） 55 i  M!=/   8.7.2 速率方程选项（Tab "Rate Equations"） 56 b'G!)n   8.7.3 连续操作（Tab “CW Operation”） 57 ^9oJuT!tu   8.7.4 Q开关选项（Tab "Q-switch"） 57 }&IOBYHVDo   8.7.5 光栏选项（Tab "Apertures"） 58 Np R&`]   8.7.6 目录和文件管理 60 R"[U<^   第九章 光束传输程序（Beam Propagation Method (BPM)） 62 -l q,~`v   9.1 光束传输程序窗口（Beam Propagation Method） 62 ~.8p8\H   9.2 腔迭代时的光束半径和激光功率（Beam Radius and Laser Power versus Cavity Iteration） 64 %weG}gCM   9.3 腔迭代时的光束质量窗口（Beam Quality versus Cavity Iteration） 65 7bx!A+, t   9.4 右端反射镜上的强度和相位窗口（Intensity and Phase at Right End Mirror） 65  :O{ ZZ   9.5本征频率光谱窗口（Spectrum of Eigenfrequencies） 66 i^&^eg'.5   9.6 本征模窗口（Eigenmodes） 66 _9"%;:t   9.7 光束传输程序（BPM）代码窗口 66 6?KJ"Ai9   第十章 综合案例 68 9Zpd=m8dU   10.1含端面泵浦棒的激光谐振腔模拟 68 FFID<Lf/2   10.2 含侧面泵浦棒的激光谐振腔模拟 92 "TePO7^m   10.3 Yb:YAG薄片激光器模拟 119 ,{{Z)"qaH   10.4 Yb:YAG薄片激光器动态多模分析和调Q运转模拟 133 .06[*S   附录A 吸收系数的计算 146 :H DU\|{^   附录B 演示（demo）版的限制 149 hIMD2   附录C 不同版本数LASCAD的新功能 150 (Zv/(SE5%   Y'2 |GJc2

_9b;8%?Yf   ?DKwKt   有兴趣可以扫码加微联系[attachment=117433]