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每周光学工具书推荐——激光软件工具书
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infotek
2023-04-24 08:45
每周光学工具书推荐——激光软件工具书
《GLAD典型案例手册》
lxh}N,
1,Uf-i
前言
+'`I]K>
%7SGQE#W_~
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。
Y- tK
X B[C&3I
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。
3FQXp
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。
`]$H\gNI[8
btDPP k'
GLAD的应用领域包括:(1)包含传统光学元件,如各种透镜、反射镜、棱镜的光学系统的衍射传输分析;(2)光束质量的分析和评价;(3)二元衍射光学元件的分析;(4)各种波导的分析;(5)激光系统的分析:无源腔性能分析,含各类增益介质的有源腔分析;(6)多种非线性过程的模拟。
_h1:{hF
FNHJHuTe
为了使广大有志于采用GLAD进行光学系统设计及仿真的师生及研究人员更加全面地了解GLAD的功能,熟悉GLAD的使用,本书从GLAD的案例手册中精选了二十七个案例进行解读,希望对于各位运用GLAD解决实际问题有所裨益。
M1,1J-h
不当之处,敬请指正!
QG]*v=Z
'(fCi
Uv|^k8(
目录
b l]YPx8
前言 2
3BK_$Fy
1、传输中的相位因子与古伊相移 3
rrc>O*>{i
2、带有反射壁的空心波导 7
Y}hz UKJ
3、二元光学元件建模 14
'l41];_
4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21
yoVN|5
5、大气像差与自适应光学 26
LT:*K!>NOL
6、热晕效应 29
NVG`XL
7、部分相干光模拟 34
|n %<p
8、谐振腔的优化设计 43
n1@ Or=5
9、共焦非稳腔模拟仿真 47
dY$jg
10、非稳环形腔模拟 53
Jh`6@d
11、含有锥形反射镜的谐振腔 58
e*/ya 8p?
12、体全息模拟 63
tg%C>O
13、利用全息图实现加密和解密 68
'k!V!wcD^y
14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75
qp`G5bw
15、拉曼放大器 80
-) \!@n0
16、瞬态拉曼效应 90
aj6{
17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97
hZDv5]V:0
18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104
-^<`v{}Dn
19、光学参量振荡器 109
w*qmC<D$A
20、激光二极管泵浦的固体激光器 114
pNzpT!}H>
21、ZIG-ZAG放大器 122
OJ4-p&1
22、多程放大器 133
~glFB`?[
23、调Q激光器 153
BGZvgMxLJ
24、光纤耦合系统仿真 161
`^1&Qz>
25、相干增益模型 169
[0-zJy|,
26、谐振腔往返传输内的采样 181
Dwi[aC+k
27、光纤激光器 191
cwKOE?!
GLAD案例索引手册
zP;1mN
a&~]77)
目录
<B=!ZC=n
-Drm4sTpDb
目 录 i
WA 79(B
aShZdeC*f
GLAD案例索引手册实物照片
m[!AOln)
GLAD软件简介 1
ICI8xP}a?
Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2
?$\y0lHw/7
Ex1a: 基本输入 2
{r?qI
Ex1b: RTF命令文件 3
DU: sQS4
Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4
D:Y`{ {
Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5
| QI-gw
Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5
!B\[Q$
Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6
w=H4#a?fc
Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6
dwt<s[k
Ex3: 单位选择 7
q;a#?Du o
Ex4: 变量、表达式和数值面 7
jw!QjVuRN%
Ex5: 简单透镜与平面镜 7
bUi@4S
Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8
ds9`AiCW>
Ex7: mirror/global命令 8
k&>l#oH
Ex8: 圆锥曲面反射镜 11
kg_f;uk+
Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11
`[J(au$z
Ex8b: 离轴单抛物面 12
3tTz$$-#
Ex8c: 椭圆反射镜 12
5"JnJH
Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12
yYvv;E
Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12
~IE5j,SC
Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17
1yIo'i1
Ex10: 宏、变量和udata命令 17
]\:FFg_O6t
Ex11: 共焦非稳腔 17
W<uL{k.Kpd
Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18
A*:(%!
Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18
UW[{Y|oE
Ex11c: 发散输出的非稳腔 19
4';]fmf@[i
Ex11d: 注入相反模式的空腔 19
V-(LHv
Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20
7" wn024
Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20
/@bLc1"
Ex13: 相位像差 20
-=]LQHuQ
Ex13a: 各种像差的显示 21
7TQh'j
Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23
cMEM}Qh T
Ex14: 光束拟合 23
J}.y+b>8\
Ex15: 拦光 24
ptmPO4f
Ex16: 光阑与拦光 24
Px4zI9;cB
Ex17: 拉曼增益器 25
aUy=D:\
Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26
p3eJFg$
Ex19: 会聚光束的拉曼过程,简单动力学分步法 26
r} ~l(
Ex20: 利用wave4的拉曼放大,准直光束 28
O:a$ U:
Ex21: 利用wave4的四波混频,准直光几何传输 29
N2_ =^s7
Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29
Fq5);sX=
Ex23: 利用wave4的四波混频,会聚光束 30
}m<)$.x|P
Ex24: 大气像差与自适应光学 31
u0J+Nj9
Ex24a: 大气像差 32
yf=ek==
Ex24b: 准直光路中的大气像差 32
A{E0 a:v
Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32
`Vwj|[0k
Ex25: 地对空激光通讯系统 32
xy|-{
Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34
9CWUhS
Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34
NoJo-vo*
Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35
`q exEk@S
Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35
lm&C!{K
Ex27c: 转换镜后面的大气像差与微扰以及自适应光学的影响 35
A_%}kt (6
Ex28: 相位阵列 35
uBks#Y*3$
Ex28a: 相位阵列 35
S@7A)
Ex28b: 11×11的转向激光阵列,阻尼项控制 35
ZH%[wQ~4
Ex29: 带有风切变的大气像差 35
7q|(ZZa
Ex30: 近场和远场的散斑现象 36
?#kI9n<O
Ex31: 热晕效应 36
Te>7I
Ex31a: 无热晕效应传输 37
kx1-.~)p(z
Ex31b: 热晕效应,无动力制冷 37
w'5~GhnP+
Ex31c: 热晕效应,动力制冷和像差 37
zF]hfP0Q
Ex32: 相位共轭镜 37
/:e|B;P`k
Ex33: 稳定腔 38
5Tpn`2F
Ex33a: 半共焦腔 38
7Hpsmfm
Ex33b: 半共焦腔,1:1内腔望远镜,理想透镜 39
xsFW F*HPs
Ex33c: 半共焦腔,1:1内腔望远镜,透镜组 39
'EREut,>'
Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39
#IBBaxOk
Ex33e1: 相干注入,偏心光输入(1) 40
ZrA\a#z"<
Ex33e2: 相干注入,偏心光输入(2) 40
cx2s|@u0
Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41
=QyO$:t
Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41
eS@RA2
Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41
{djOU 9]
Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42
FZA8@J|Q4
Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42
)hQNIt3o_
Ex33k: 拓展腔与伪反射 42
x el&8 `
Ex33l: 谐振腔耦合 43
s !8]CV>
Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45
~:)$~g7>b
Ex34: 单向稳定腔 45
?EX'j >
Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47
+d6E)~qKL
Ex35a: 分布式传输,孔径划分方法 51
u'K<-U8H
Ex35b: 分布式传输,入射光中添加相位光栅 53
K?T)9
Ex35c: 分布式传输,折射面上添加相位光栅 54
O~,^x$ve
Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56
\0 WMb
Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56
\k1Wh-3
Ex36: 有限差分传播函数 57
ydns_Z
Ex36a: FDP与软孔径 58
,(`@ZFp$
Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58
+Kq>r|;
Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58
7FDraEr#f
Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58
cR5<.$aY
Ex37b: 偏振,表面极化效应 60
Y5MHd>m
Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61
}(tGjx]
Ex37d: 偏振,古斯-汉欣位移(1) 61
Tz*5;y%4
Ex37e: 偏振,采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移(2) 61
!)9zH
Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61
',!#?aGV
Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62
ao-C9|2>NU
Ex38: 剪切干涉仪
NOS5bm&-
6:EO
Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62Ex40: 相位共轭,有限相互作用长度 64
I$mOy{/#
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
p[o2F5 T2
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
[ objdQU`
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
<![T~<.
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
r>)\"U#
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
x9_ Lt4
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
MJg^ QVM
Ex48: 倍频 70Ex49: 单模的倍频 71
Q49|,ou[H
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
"Z{^i3gN
Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72
{9l4 pT3
Ex52: 锥像差 72Ex53: 厄米高斯函数 74
,Xh4(Gn#b
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
@s IZ
Ex54: 拉盖尔函数 75Ex55: 远场中的散斑效应 75
"7<4NV@yQ
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
./g0T{&
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
by06!-P0[
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
9xKFX|*$
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
Xl aNR+
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
O.$<Bf9
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
df:,5@CJ8
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
m|7g{vHVV
Ex59a: 焦平面上的球差,有拦光 80Ex59b: 焦平面上的球差,无拦光 80
WWO jyj
Ex59c: 2f透镜,焦平面扫描 80Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80
q/3}8BJ
Ex60a: 对散焦的简单优化 80Ex60b: 优化的数值验证,数值目标 81
A!f0AEA,
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
d)G-K+&B
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
b]Y,& 8}[+
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
#YNb&K n
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
aFSZYyPxwv
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
cQ8:;-M
Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87
PLY7qMw
Ex67a: 六边形透镜阵列 88Ex67b: 矩形透镜阵列 88
>'T%=50YH
Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88Ex67d: 矩形柱透镜 88
K7l{&2>?
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
};+s0:H
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
~J2Q0Jv
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
f@}( <#
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
g/@C ESfm'
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
soohyK8
Ex69c: 速率方程与单步骤 92Ex69d: 半导体增益 92
dG rA18
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
UiSc*_N"
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
W#wM PsB
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
+ mcN6/
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
ZRHTvxf
Ex71: 纹影系统 94Ex72: 测试ABCD等价系统 94
s=nds"J
Ex73: 动态存储测试 95Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95
/0c&!OP
Ex75: 锥面镜 95Ex75a: 无焦锥面镜,左出左回 95
4J_%quxO
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
bk?\=4B:E
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
b?^n'0
。。。。。。。。
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新书《精通LASCAD 3.6》推出
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目 录
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第一章 LASCAD简介 1
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1.1 创始人简介 1
xpxm9ySwu
1.2 主要功能 1
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