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2025-07-23 08:01 |
GLAD:共焦非稳腔模拟仿真
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: `~LaiN. }do=lm?/
(11.1) Xyw;Nh!!d 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:Nc=2,Neq=0.75。 %X(|Z4dL !^w}Sp 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%。 k7bfgb{ BEii:05 GLAD的计算与该理论相符甚好。 1!2,K ot 1$uO%
7XiR)jYo* 参考文献 1Gk'f?dw fMZc_dsW9 A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). y-vBC3 ;3N>m|?D= IaRq6=[ C 谐振腔参数 .4,l0Nn`W ---------------------------------------- uh~,>~a| 等效菲涅尔数 0.5 %<'PSri 放大倍率 2 NSQf@o 腔长 90cm YXTd^M~@D 孔径1半径 0.3cm yv.(Oy 孔径2半径 0.6cm YnX6U1/^ ----------------------------------------- :JG2xtn Rm=[Sj84 ## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 = k>ygD_ ## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数 mV'^4by ##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏 /PtmJ2[ ###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 YN5p@b=FX variable/dec/int pass_number # 声明pass_number变量为整数 3AarRQWsn variable/dec/int STOP TEST # 声明确定收敛的开关 ?L6ACi`9 #Pq.^ ^ ####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环 _iW-i macro/def conres/over # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 +L<x0-& pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 !$.h[z^ clap/cir/no 1 .3 # 孔径1 定义 5\P3JoH:Yg mirror rad=180 # 凸面反射镜,曲率半径r=180 1$rrfg prop 90 # 向后传播90cm F7qQrE5bl mirror rad=360. # 凹面镜 8nHFNOv6 clap/cir/no 1 .7 # 孔径2定义 G:?l;+P1 prop 90 # 向前传播90cm "(SZ;y variable/set Energy 1 energy # 将光束的能量存在变量Energy ~JxAo\2i write/screen/on # 写屏 rTLo6wI udata/set pass_number pass_number Energy-1 #储存光束能量的变化量 aG/L'weR gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP # store convergence test in STOP # &io*pmUm6 gain/eigenvalue/show 1 # 显示本征值 ]iVoF N}^ energy/norm 1 1 #光束能量进行归一化 @P}!mdH1 if STOP macro/exit # 条件退出 73'.TReK if [!TEST] then #TEST值为0, 执行语句 >&2n\HR\ title resonator mode pass = @pass_number ~:lN("9OI plot/l xrad=.75 dnUiNs8 endif ;l2pdP4jf macro/end <{b#nPc!,# Xu#K<#V ###初始化变量 A]"IQ- pass_number = 0 # 往返次数初始化为0 # dEM=U; field_radius = 1.6 #调整场半径 $4*k=+wS E7UYJ)6] c##建立初始单位和高斯场分布 MnymV;y" array/set 1 128 #设置矩阵为128*128 (.54`[2+L units/field 1 field_radius # 定义单位 NKS-G2Y<P wavelength/set 1 10. # 定义波长 c<j+" gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3 #能量收敛准则的分数变化设置 \%011I4 [ZkK)78}k c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出 l:rT{l=8* gain/eigenvalue/set 1 9a0ibN6m plot/screen/pause 3 ^N_ ?&pgy TEST = 1 G%RhNwm resonator/name conres #设置谐振腔名字 pUXszPf resonator/eigen/test 1 #寻找本征值 $6p|}<u TEST = 0 u4p){|x7s pass_number = 0 #往返次数初始化为0 .~Z@y# clear 1 0 #光束初始化为0 A('_.J= noise 1 1 #从噪声开始 >,. x'{ resonator/run 30 #宏运行30次 |=9=a@l]P title ex 11: energy per step #设置图形的标题 j9Y'HU5" plot/watch ex11a_1.plt #设置图形窗口的名称 W6[# q%o plot/udata max=0 #设置横坐标范围 b#[7A 4Sxt<7[f ###绘制汇聚场分布 S;FgS:; title ex 11: resonator pass no. @pass_number #设置图形的标题 juc;]CHt' plot/watch ex11a_2.plt #设置图形窗口的名称 >*aqYNft plot/liso 1 xrad=.75 ns=64 49m}~J=* obs 1 .3 4?)-;Hx_X title ex 11: outcoupled beam #设置图形窗口的名称 YjM_8@< plot/watch ex11a_3.plt 8~")9w plot/liso 1 xrad=.75 ns=64 urK[v RRH[$jk c##应用透镜并传播到远场 /}=Bi- lens/sph 1 100 9:tn!<^=I prop 100 }yW*vy6` title ex 11: far-field pattern #设置图形窗口的名称,画出远场模式 p:n.:GZ=y plot/watch ex11a_4.plt iCrLZ"$M plot/liso 1 ns=64 g`BtG ^E3 i]Oem c###生成环围功率表 zU1[+JJY"{ encircled/calculate/energy 1 Hkck=@>8H* encircled/udata 1 {a `#O9 title ex 11: encircled energy $yA2c^QS plot/watch ex11a_5.plt # pNzSy"Y$ plot/udata 1 min=0. max=1. # DNN60NX 5Q end s,|s;w*. 图1.刮刀镜镜前会聚横模 uNn]hl|x Os# V=P 图2.单程能量损失图 xYGB{g] 图3 T@ecWRro X^;LiwQv 图4.刮刀镜镜后会聚横模 f\~OG#AaX 3\Ma)\>R\- 图5.准直谐振腔的远场分布 Fl'+ C 7u9!:}Tu 图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线
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