每周光学工具书推荐——激光软件工具书

《GLAD典型案例手册》 }3ty2D#/:  

~}(}:#>T   前言 Z#%4QIz?   Y}Y2Vx   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。 Sm{idky)[   5l}v   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。 skf7Si0z   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。 y>UM~E   D`V03}\-   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。 "o+< \B~   ?l &S:` L   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。 +' QX`   不当之处，敬请指正！ aTxss:7]   Dqs{n?@n   KQ9~\No]   目录 i]JD::P_H   前言 2 =]K;"   1、传输中的相位因子与古伊相移 3 |L11?{ K   2、带有反射壁的空心波导 7 lQ {k   3、二元光学元件建模 14 YAYPof~A$l   4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21 R%=u<O   5、大气像差与自适应光学 26 kl,I.2-   6、热晕效应 29 IQAV`~_G   7、部分相干光模拟 34 [Abq("9p\   8、谐振腔的优化设计 43 ?Id3#+-O   9、共焦非稳腔模拟仿真 47 C4Z}WBS(   10、非稳环形腔模拟 53 -W38#_y/\   11、含有锥形反射镜的谐振腔 58 `q@5d&d`j   12、体全息模拟 63 *<c, x8\s9   13、利用全息图实现加密和解密 68 JK))Cuh   14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75 |3<tDq@+   15、拉曼放大器 80 l 8qCg/ew   16、瞬态拉曼效应 90 ry)g<OA   17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97 >x]b"@Hkw   18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104 z~\a]MB   19、光学参量振荡器 109 ^cs:S-s   20、激光二极管泵浦的固体激光器 114 4jbqV   21、ZIG-ZAG放大器 122 hLK5s1#K   22、多程放大器 133 V3r1|{Z(   23、调Q激光器 153 gG*]|>M JI   24、光纤耦合系统仿真 161 n;+CV~   25、相干增益模型 169 jeXP|;#Una   26、谐振腔往返传输内的采样 181 iI\bD   27、光纤激光器 191

<#/r.}.x

GLAD案例索引手册 W}{RJWr  

-5B>2K F   目录 }-4@EC>   [CxnGeKK   目   录 i 5-qk"@E W   I8~ .Vu2   GLAD案例索引手册实物照片 ?&A)%6` ~   GLAD软件简介 1 {| ~   Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2 m.!n|_}]   Ex1a: 基本输入 2 >n3w'b   Ex1b: RTF命令文件 3 w{TZN{Y   Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4 %:Mi6sR|   Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5 5^lFksZ   Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5 &BTgISYi   Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6 m03D+@F   Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6 9bu}@#4*   Ex3: 单位选择 7 $.HZz   Ex4: 变量、表达式和数值面 7 "}ibH{$lM   Ex5: 简单透镜与平面镜 7 } V *   Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8 ]6s7?07m4   Ex7:  mirror/global命令 8 'C[{cr.`   Ex8: 圆锥曲面反射镜 11 [u*-~(   Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11 ,j H<i.2R   Ex8b: 离轴单抛物面 12 l$_q#Kd   Ex8c: 椭圆反射镜 12 J n>3c   Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12 >%6a$r~@   Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12 )T0%<(J   Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17 ;[nomxu|?   Ex10: 宏、变量和udata命令 17 z3Id8G&>   Ex11: 共焦非稳腔 17 3(o}ulp   Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18 oyw*Z_9~   Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18 )}!Z^ND*   Ex11c: 发散输出的非稳腔 19 Cj/J&PDQ   Ex11d: 注入相反模式的空腔 19 l7T@<V   Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20 3g79pw2w=   Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20 G.{)#cR   Ex13: 相位像差 20 6&9}M Oc   Ex13a: 各种像差的显示 21 9N[(f-`   Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23 WR|n>i@m   Ex14: 光束拟合 23 OKo)p`BX   Ex15: 拦光 24 S"=y>.#   Ex16: 光阑与拦光 24 J^w!?nk   Ex17: 拉曼增益器 25  eeMeV>   Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26 )70i/%}7   Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26 >PbB /->   Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28 ]S0tK   Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29 @"h@4q/W   Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29 1`& Yg(   Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30 ;9&#Sb/   Ex24: 大气像差与自适应光学 31 {)`tN&\   Ex24a: 大气像差 32 Uf,fd   Ex24b: 准直光路中的大气像差 32 ~7 w"$H8   Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32 D`9a"o   Ex25: 地对空激光通讯系统 32 HpKF7oJ'N   Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34 B0+r   Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34 l/i7<q   Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35 5mqwNAv   Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35 5jNDr`pnu   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 ?y/LMja   Ex28: 相位阵列 35 0FAe5 BE7   Ex28a: 相位阵列 35 ;z1\n3,   Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35 Mn<#rBE B   Ex29: 带有风切变的大气像差 35 Ss~yy 0   Ex30: 近场和远场的散斑现象 36 \cx==[&(   Ex31: 热晕效应 36 xg.o7-^M   Ex31a: 无热晕效应传输 37 ']&rPvkL   Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37 FW@(MIH   Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37 3;%dn\ D   Ex32: 相位共轭镜 37 a%YohfsY?U   Ex33: 稳定腔 38 'eYM;\%('   Ex33a: 半共焦腔 38 h_y;NB(w   Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，理想透镜 39 59MpHkr   Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39 qdNt2SO   Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39 ]EWEW*'j   Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40 ]jRaR~[UN   Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40 ExxD w_VGT   Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41 nj4G8/U-q   Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41 zL@FN sYVM   Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41 M5Q7izM   Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42 o6ag{Yp   Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42 AuIg=-x R   Ex33k: 拓展腔与伪反射 42 =\FV_4)   Ex33l: 谐振腔耦合 43 b[Qe} `W   Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45 0-at#r:   Ex34: 单向稳定腔 45 M"\j7(   Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47 #V-0-n,`   Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51 kn9e7OO##   Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53 Oe)B.{;Ph   Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54 :406Oa   Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56 EQ%,IK/   Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56 lS96sjJp@   Ex36: 有限差分传播函数 57 _q z^|J   Ex36a: FDP与软孔径 58 |y$8!*S~(   Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58 xcM*D3   Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58 Ftw;T|   Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58 RlUX][)   Ex37b: 偏振，表面极化效应 60 8<:.DFq   Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61 O.z\ VI2f   Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61 "n%0L4J   Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61 4apaUP=Jp   Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61 U+ANSW/   Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62 k];NTALOG   Ex38: 剪切干涉仪 VdOcKP.   (RU\a]Ry   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 13aj fH   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 SUN!8 qFA   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 /Bs42uJ3   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 !4mg ]~G   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 @;t6Slc"~   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 9D[Jn}E:   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 A+41JMH   Ex48: 倍频 70Ex49: 单模的倍频 71 \(`8ng]vs   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 3%L@=q   Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72 4GqwY"ja   Ex52: 锥像差 72Ex53: 厄米高斯函数 74 C @nA*   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 @8eQ|.q]Q   Ex54: 拉盖尔函数 75Ex55: 远场中的散斑效应 75 @(W{_mw   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 T)o>U&KNP   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 ZG$PW<73~   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 9p4=iXfR   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 wAKm]?zB>   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 Xrr3KQaK&   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 TD-o-*mO   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 )>;V72   Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80 Xkp?)x3~X   Ex59c:  2f透镜，焦平面扫描 80Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80 i`^[_   Ex60a: 对散焦的简单优化 80Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81 e#odr{2#4u   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 9Q>85IiT   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 2y5d   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 m[DCA\Mo@   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 N4)ZPLV   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 sc&u NfJ   Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87 g\]~H%2 ,   Ex67a: 六边形透镜阵列 88Ex67b: 矩形透镜阵列 88 b'%)?{E   Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88Ex67d: 矩形柱透镜 88 MqjdW    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 %R^*MUTx   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 A/!"+Yfw   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 jSMxba]   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 2 9#jKh   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 8Z!Mad   Ex69c: 速率方程与单步骤 92Ex69d: 半导体增益 92 T#.pi@PF>   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 'E"W;#%   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 hn =tSlte   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 X/ lmj_v   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 yT-qT_.   Ex71: 纹影系统 94Ex72: 测试ABCD等价系统 94 SS6K7   Ex73: 动态存储测试 95Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95 ]$i@^3`[w   Ex75: 锥面镜 95Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95 |B {*so]   Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97 weH3\@   Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔 IictX"3lh   。。。。。。。。 l5/gM[0_7   JbAmud,   新书《精通LASCAD 3.6》推出[attachment=117432] ]d~2WX Y   }<^QW't_Y   目  录 ..7"<"uH   |:]}u|O   第一章 LASCAD简介 1 yA#nnu1   1.1 创始人简介 1 GfV#^qi   1.2 主要功能 1 +c$:#9$ |   1.3 主要客户 1 Wv||9[Rd   第二章 LASCAD的安装、启动以及系统要求 4 *yv@B!r   2.1 LASCAD的安装 4 66-tNy   2.2 LASCAD的启动 4 3EHB~rL/C   2.3 LASCAD对于系统的配置要求 5  ejc>   第三章 计算方法 6 HR;I}J 9   3.1 复高斯模式算法 6 wJC F"e   3.2 有限元分析法（FEA） 6 !/e*v>3u&   3.3 基于光束传输程序的物理光学代码（BPM） 6 ;I?x;lH   第四章 LASCAD的各窗口 8 !Df>Q5~g   4.1 参数区窗口（Parameter Field） 8 G@txX '   4.1.1 X平面参数（x-Plane Parameter） 8 Y/sZPG}4   4.1.2 Y平面参数（y-Plane Parameter） 9 @N]]Cf>x   4.1.3 光栏（Apertures） 9 U!(es0rX   4.1.4 常规参数（General） 10 >Ptu-*   4.1.5 光斑尺寸 10 {&J~P&,k   4.1.6 参数区（Parameter Field）窗口版面 11 {isL<   4.2 高斯模式图窗口 11 Y?$   4.2.1 移动、插入和清理元件 13 &->ngzg   4.3 主窗口（LASCAD） 14 k{H7+;_   4.3.1 下拉菜单 14 1|m%xX,[   4.3.1.1 文件（File） 14 }3_>   4.3.1.2 打印（Print） 14 MdN0 Y@Ll   4.3.1.3 打印到文件（Print to File） 15 3W%j^nM   4.3.1.4 复制到剪切板（Copy to Clipboard） 15 '50}QY_R.   4.3.1.5 视图（View） 15 ]t zF Ob   4.3.1.6有限元分析（FEA） 16 %>$Puy\U   4.3.1.7 CW激光功率（CW Laser Power） 16 Nz}PcWF/   4.4 新项目窗口（New Project） 17 jweX"G54R   4.4.1 驻波谐振腔选项：（Standing Wave Resonator） 17 _M+7)[xj=   4.4.2 环形谐振腔选项：（Ring Resonator） 17 d8iq9AP\o   4.4.3 光外部束选项：（Option: External Beam） 18 &%%ix#iF   第五章 FEA分析简介 19 C57m{RH   5.1  FEA分析基本原理 19 Qj'Ik`o   5.2 晶体、泵浦光束和材料参数窗口（Crystal, Pump Beam, and Material Parameters） 19 dyk(/#*7W   5.2.1 模型（Models） 19 z ez|l   5.2.2 泵浦光（Pump Light） 20 9VanR ::XX   5.2.3 边界条件（Boundaries） 28 i\O^s ]   5.2.4 材料参数（Material parameters） 28 G:3szz   5.2.5 掺杂浓度和材料参数（Doping & Materials） 30 `2hg?(ul   5.2.6 有限元分析选项 （FEA Options） 30 tcO{CI   5.3 泵浦光分布窗口（Pump Profile） 32 ? (n v_O   5.4 二维数据模型和抛物线拟合窗口（2D Date Profile and Parabolic Fit) 32 KK6n"&TVa   5.5 三维视图窗口（3D Visualizer） 35 050,S`%<g8   第六章 基于ABCD矩阵的稳定性分析 37 uuxVVgWp{   6.1 稳定性图表和稳定性判据窗口（Stability Diagram and Stability Criterions） 37 e,&#,O   6.2 在拖动条处的光束参量窗口（Beam Parameters at Drag Bar Position） 38 0)M8Tm0$   6.3 外部光束的入射条件窗口（Starting Conditions of External Beam） 39 v`{N0R   6.4 高斯模式分布窗口（Gaussian Mode Profile） 40 NSBcYObX   6.5 波前弯曲窗口（Window：Curvature of Phase Front） 41 YM};85K   第七章 激光器输出功率分析 42 !?v_.   7.1 激光输出功率窗口（Laser Power Output） 42 zgH(/@P   7.2 准三能级激光器的参数窗口（Parameters for Quasi-3-Level Lasers） 46 ;1s+1G}_z   第八章 动态多模分析（Dynamic Multimode Analysis (DMA)） 48 +< j7^AEG   8.1 简介 48 mBE&>}G<   8.2 多模速率方程 48 loO"[8i.k   8.3 光栏和变反射率的反射镜 50 z~ywFk}KGd   8.4 激光输出功率 51 (0B?OkQ   8.5 光束质量（Beam Quality） 52 hHGuD2%   8.6  Q开关分析（Q-Switch Analysis） 53 Zk`yd8C   8.6.1 脉冲形状 54 tc<uS%XT4^   8.7 动态多模分析代码的图像用户界面（The GUI of the DMA Code） 55 AYgXqmH~+   8.7.1 高斯模式选项（Tab "Gaussian Modes"） 55 \+l*ZNYM3   8.7.2 速率方程选项（Tab "Rate Equations"） 56 fGO\f;P   8.7.3 连续操作（Tab “CW Operation”） 57 76wNZv)9   8.7.4 Q开关选项（Tab "Q-switch"） 57 7@ )   8.7.5 光栏选项（Tab "Apertures"） 58 FY ms]bv   8.7.6 目录和文件管理 60 pF4Z4?W   第九章 光束传输程序（Beam Propagation Method (BPM)） 62 :nQlS   9.1 光束传输程序窗口（Beam Propagation Method） 62 MUAs(M;   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 #{vC =m73   9.3 腔迭代时的光束质量窗口（Beam Quality versus Cavity Iteration） 65 d 8DU[p   9.4 右端反射镜上的强度和相位窗口（Intensity and Phase at Right End Mirror） 65 ,/D}a3JD   9.5本征频率光谱窗口（Spectrum of Eigenfrequencies） 66 @phVfP"M   9.6 本征模窗口（Eigenmodes） 66 5,pNqXRp   9.7 光束传输程序（BPM）代码窗口 66 3iIy_nWC   第十章 综合案例 68 XTo7fbW*   10.1含端面泵浦棒的激光谐振腔模拟 68 3f] ;y<K m   10.2 含侧面泵浦棒的激光谐振腔模拟 92 #3QPcoxa   10.3 Yb:YAG薄片激光器模拟 119 > .   10.4 Yb:YAG薄片激光器动态多模分析和调Q运转模拟 133 ?%h$deJ   附录A 吸收系数的计算 146 lI 4tW=   附录B 演示（demo）版的限制 149 -}9^$}PR   附录C 不同版本数LASCAD的新功能 150 D]]wJQU2   @kqxN\DE

nUOi~cs   :-B+W9'5   有兴趣可以扫码加微联系[attachment=117433]