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infotek 2024-01-22 14:38

激光与物理光学-《GLAD典型案例手册》

前言 0Z) ;.l^  
(Q+:N;  
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。 <@AsCiQF  
V^$rH<  
GLAD使用复振幅来描述光束,采用快速傅里叶变换结合分步傅里叶算法进行传输分析,几乎能对所有类型的激光系统进行分析,或对物理光学系统做完整的端-对-端的分析处理,还囊括各种激光增益模型、数种非线性过程和许多其它的激光及物理光学效应。 S'-`\%@7  
GLAD的使用方法为调用内部各类“积木”进行建模、传输和分析。积木的类型包括:用于进行系统和光束初始化的命令;用于表征各类像差和相位屏的命令;用于表征各类传统光学元件的命令;用于表征各类非线性过程的命令;用于表征激光增益介质的命令;用于光束参数诊断的命令;用于计算结果输入、输出的命令等。只要将不同类型的积木有机“组装”起来就可以轻松实现任意光学系统的模拟。 uZiY<(X  
F#}1{$)% /  
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。 t+4Y3*WeGF  
eDM0417O(  
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。 U3j~}H.D1  
不当之处,敬请指正! E][{RTs  
vo( j@+dz  
5q_OuZ/6  
目录 &fd4IO/O  
前言 2 6nWx>R<  
1、传输中的相位因子与古伊相移 3 b\0Q:  
2、带有反射壁的空心波导 7 @gqs4cg{f  
3、二元光学元件建模 14 1={Tcq\]  
4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21 <Ec)m69P  
5、大气像差与自适应光学 26 g=YiR/O1QN  
6、热晕效应 29 R;TEtu7  
7、部分相干光模拟 34 < 8 Y<w|Hh  
8、谐振腔的优化设计 43 xm10  
9、共焦非稳腔模拟仿真 47 tj^:SW.0  
10、非稳环形腔模拟 53 gy,TT<1)  
11、含有锥形反射镜的谐振腔 58 ?'/5%f`  
12、体全息模拟 63 ^B!?;\4IM  
13、利用全息图实现加密和解密 68 k]/6/s\  
14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75 ~j&:)a'^  
15、拉曼放大器 80 6[h$r/GXh"  
16、瞬态拉曼效应 90 &<P^Tvqq&  
17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97 Qdr-GODx  
18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104 J_[[BJ&}x  
19、光学参量振荡器 109 5f*'wA  
20、激光二极管泵浦的固体激光器 114 ,S0~:c:)  
21、ZIG-ZAG放大器 122 h. (;GJO  
22、多程放大器 133 d,rEEc Y  
23、调Q激光器 153 CygV_q  
24、光纤耦合系统仿真 161 >'TD?@sr  
25、相干增益模型 169 .SV3<)  
26、谐振腔往返传输内的采样 181 vwH7/+  
27、光纤激光器 191 |UDD/e  
g&F<Uv#mZ  
GLAD案例索引手册 'kg]|"M  
2au(8IWu  
目录 8!%"/*P$  
vgW1hWmHJ  
目   录 i JX0_UU  
U9fF;[g  
GLAD案例索引手册实物照片
5F sj_wFk  
GLAD软件简介 1 U8$dG)PhA  
Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2 zcWxyLifl0  
Ex1a: 基本输入 2 -QI`npsnV  
Ex1b: RTF命令文件 3 sAN:C{  
Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4 I+d(r"N1  
Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5 Hr*Pi3dSI  
Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5 r\ Yur  
Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6 dlzamoS@AR  
Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6 *^+xcG  
Ex3: 单位选择 7 ,Ve@=<  
Ex4: 变量、表达式和数值面 7 0:+uw` %  
Ex5: 简单透镜与平面镜 7 :;WDPRx  
Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8 Y9L6W+=T  
Ex7:  mirror/global命令 8 r4ttEJ-jG  
Ex8: 圆锥曲面反射镜 11 Ahbu >LPk  
Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11 L.:QI<n  
Ex8b: 离轴单抛物面 12 \ J:T]  
Ex8c: 椭圆反射镜 12 sfPN\^k2  
Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12 / lM~K:  
Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12 :QL p`s  
Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17 M*6@1.n  
Ex10: 宏、变量和udata命令 17 N_Ld,J%g  
Ex11: 共焦非稳腔 17 [=F |^KL  
Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18 G(\1{"!  
Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18 ~[y+B0I3  
Ex11c: 发散输出的非稳腔 19 `srZ#F5  
Ex11d: 注入相反模式的空腔 19 |B$\3,  
Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20 DMN H?6  
Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20 }/r%~cZ  
Ex13: 相位像差 20 'R'a/ZR`B7  
Ex13a: 各种像差的显示 21 gbf=H8]  
Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23 =?Md&%j  
Ex14: 光束拟合 23 3(*s|V"  
Ex15: 拦光 24 ykhCt\t[  
Ex16: 光阑与拦光 24 hBE>ea  
Ex17: 拉曼增益器 25 5@%-=87S  
Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26 I8;[DP9  
Ex19: 会聚光束的拉曼过程,简单动力学分步法 26 "]V|bz o0a  
Ex20: 利用wave4的拉曼放大,准直光束 28 yZ0ZP  
Ex21: 利用wave4的四波混频,准直光几何传输 29 Hbc&.W;g7[  
Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29 Bic { H  
Ex23: 利用wave4的四波混频,会聚光束 30 k+M-D~@5H  
Ex24: 大气像差与自适应光学 31 ,6Q-k4_  
Ex24a: 大气像差 32 yP4.Z9  
Ex24b: 准直光路中的大气像差 32 Z?' |9FM  
Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32 K)\gbQ|  
Ex25: 地对空激光通讯系统 32 >! .9g  
Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34 #de^~  
Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34 t3g! 5  
Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35 p=gUcO8  
Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35 4yv31QG$  
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 M?zAkHNS$  
Ex28: 相位阵列 35 g"? D>}@=  
Ex28a: 相位阵列 35 d( g_y m*  
Ex28b: 11×11的转向激光阵列,阻尼项控制 35 beZ| i 1:  
Ex29: 带有风切变的大气像差 35 ):ZumG#o  
Ex30: 近场和远场的散斑现象 36 Kp8T;&<Iay  
Ex31: 热晕效应 36 3~xOO*`o  
Ex31a: 无热晕效应传输 37 :ygz/L  
Ex31b: 热晕效应,无动力制冷 37 "]Td^Nxi  
Ex31c: 热晕效应,动力制冷和像差 37 ?} tQaj  
Ex32: 相位共轭镜 37 7"i*J6y*  
Ex33: 稳定腔 38 j!7Uj]  
Ex33a: 半共焦腔 38 0*@S-Lj^c  
Ex33b: 半共焦腔,1:1内腔望远镜,理想透镜 39 ved Qwzh  
Ex33c: 半共焦腔,1:1内腔望远镜,透镜组 39 7b2<, .E  
Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39 BmX Gk  
Ex33e1: 相干注入,偏心光输入(1) 40 L(8dK  
Ex33e2: 相干注入,偏心光输入(2) 40 ,`@|C Z-4A  
Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41 Z"+!ayA7D  
Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41 E/']M~Q  
Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41 MV \zwH  
Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42 ;g]+MLV9  
Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42 :zRboqe(cc  
Ex33k: 拓展腔与伪反射 42 Mwc3@  
Ex33l: 谐振腔耦合 43 ^T,cXpx|  
Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45 g>zL{[e!  
Ex34: 单向稳定腔 45 -#x\E%v.F  
Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47 1hij4m$b  
Ex35a: 分布式传输,孔径划分方法 51 1_lL?S3,a@  
Ex35b: 分布式传输,入射光中添加相位光栅 53 +KNr1rG  
Ex35c: 分布式传输,折射面上添加相位光栅 54 cyNLeg+O*  
Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56 =C)1NJx&~  
Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56 'VEpVo/  
Ex36: 有限差分传播函数 57 `Cxe`w4  
Ex36a: FDP与软孔径 58 qDAjW)w Jp  
Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58 qr6jn14.c  
Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58 #mYxO  
Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58 BUyA]  
Ex37b: 偏振,表面极化效应 60 m.1BLN[9  
Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61 IhLfuyFWu  
Ex37d: 偏振,古斯-汉欣位移(1) 61 I#U44+c  
Ex37e: 偏振,采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移(2) 61 eVXbYv=gJ@  
Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61 CI{x/ e^(  
Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62 yk2j&}M  
Ex38: 剪切干涉仪 sN2l[Ous  
62 {+Yo&F}n  
Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62 e.V){}{V  
Ex40: 相位共轭,有限相互作用长度 64 {A UEVt  
Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64 H #_Z6J  
Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65 hgGcUpJy?  
Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66 %>TdTt  
Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66 sSUd;BYf  
Ex45: 环形非稳腔,工作物质具有聚焦性质 66 W:\VFP f2  
Ex46: 光束整形滤波器 68 G\%hT5^  
Ex47: 增益片的建模 68 N=9lA0y+  
Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70 I]X<L2  
Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70 l1WVt}  
Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器,单步骤 70 {'!~j!1'j  
Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70 plfB} p  
Ex47e: 点对点控制增益与饱和,多光束的饱和 70 *en{pR'  
Ex48: 倍频 70 x{$NstGB  
Ex49: 单模的倍频 71 T*m21<  
Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71 s8Oz^5p(  
Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71 fp0Va!T(V  
Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72 pG&.Ye]j  
Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72 hM}2++V  
Ex52: 锥像差 72 mLE`IKgd]  
Ex53: 厄米高斯函数 74 z@~rm9d  
Ex53a: 厄米高斯多项式 75 G<'S  
Ex53b: 径向偏振光的建构,HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75  t2iFd?  
Ex54: 拉盖尔函数 75 Gj=il-Po  
Ex55: 远场中的散斑效应 75 GcuZPIN%D  
Ex56: F-P腔与相干光注入 75 Lrq&k40y  
Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76 AI2CfH#:C  
Ex56b: 在古伊相位附近对注入信号光进行扫面,峰值出现在140° 76 71_N9ub@z  
Ex56c: 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 0W> ",2|z  
Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76 X}$S|1CjO  
Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)(续) 76 F <(Y  
Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76 ^gG,}GTl  
Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76 JFfx9%Fq  
Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77 {`VQL6(i  
Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度,无吸收情况 79  UWI5 /R  
Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度,有吸收情况 79 b11C3TyQT  
Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度,比尔定律与自聚焦 79 ?=/l@d  
Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度,吸收、自聚焦、像差 79 %:lQ ~yn  
Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79 Sc&_6} K  
Ex59a: 焦平面上的球差,有拦光 80 ''G @n*  
Ex59b: 焦平面上的球差,无拦光 80 aC*J=_9o #  
Ex59c:  2f透镜,焦平面扫描 80 _),@^^&x  
Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80 Go4l#6  
Ex60a: 对散焦的简单优化 80 ;6?K&}J)-  
Ex60b: 优化的数值验证,数值目标 81 8Xr"4;}f+  
Ex60c: 优化的数值验证,阵列目标 81 2sngi@\  
Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化,数值验证 81 *h Ur E  
Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化,内置函数 81 ;\h'A(  
Ex61: 对加速模型评估的优化 82 4"{q|~&=:$  
Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82 ]#`bYh^y  
Ex62a: 平面波光栅,小的遮光片的影响 85 sMZ \6  
Ex62b: 平面波光栅,第二个光栅的影响 85 Uu ,Re  
Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85 Lxl?6wZ  
Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85 >|<6s],v  
Ex65: 非相干成像与光学传递函数(OTF) 85 gb-n~m[y  
Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86 ;RXv%ML  
Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87 \a<E3 <  
Ex67a: 六边形透镜阵列 88 Ex<loVIrP$  
Ex67b: 矩形透镜阵列 88 - 0zo>[c/p  
Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88 sB $!X@  
Ex67d: 矩形柱透镜 88 fI6F};I5}T  
Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88 so;aN'{6@  
Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88 DGcd|>q  
Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88 [X|P(&\hQd  
Ex67h: N×N的激光二极管阵列,高斯型包络面 88 q;rU}hAzG0  
Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88 LTxOq|/Cq  
Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔,工作波长为1μ 89 TWy1)30x  
Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔,工作波长为100μ 89 YPN|qn(  
Ex69: 速率方程与瞬态响应 89 S5j#&i  
Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89 aD.A +es  
Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92 yY}`G-)g~*  
Ex69c: 速率方程与单步骤 92 >6Q-e$GS@  
Ex69d: 半导体增益 92  A/9 wr  
Ex69e: 三能级系统的增益,单一上能级态 93 W*P/~U=  
Ex69f: 速率方程的数值举例 93 {|qz>  
Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93 ~`y6YIJ3  
Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93  '{),gV.  
Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93 gX[6WB"p  
Ex69j: 稳态速率方程的解 93 lm$T`:c  
Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93 co: W!  
Ex70: Udata命令的显示 93 /gxwp:&lY  
Ex71: 纹影系统 94 5'X.Z:  
Ex72: 测试ABCD等价系统 94 8E D6C"6  
Ex73: 动态存储测试 95 kc}e},k  
Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95 1&U U6|X  
Ex75: 锥面镜 95 @hk~8y]rz  
Ex75a: 无焦锥面镜,左出左回 95 86[T BX5'  
Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移,左出左回 97 y8\44WKW  
Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97 (i {  
Ex75d: 无焦锥面镜,位置偏移较大 98 bEM-^SR  
Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔 }nkX-PG9  
。。。。后续还有目录 < d?O#(  
对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系 ondF  
RK|C*TCnl  
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