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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: 9i/VvW `ouCQ]tKz
(11.1) -!pg1w06 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。 jmh$6 N%
F .V\:)\<| 激光在腔中来回一次后,分布的单位是初始时的两倍。要开始另一次来回传输,单位需要缩放到原来的单位,根据Siegman和Miller理论,每个来回损耗大约为44%。 .
I#dR* 'mU7N<Q$qQ GLAD的计算与该理论相符甚好。 |s*tRag {N 0i
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X,i^OM_ 参考文献 xC.Tipn> zFeo8S A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). \TTt!"aK eUm,=s Y8%*S%yO C 谐振腔参数 _q 1E4z ---------------------------------------- g0-J8&?X 等效菲涅尔数 0.5 {{ /-v3n 放大倍率 2 ])uhm)U@ 腔长 90cm c:sk1I,d~^ 孔径1半径 0.3cm ca!DZ%y 孔径2半径 0.6cm AWn$od`#s
----------------------------------------- w2e9Ue~WH #a=~a=c(^ ## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 Ym/y2B( ## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数 x*2I]4 ##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏 x#,nR]C ###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 $kCLS7 * variable/dec/int pass_number # 声明pass_number变量为整数 S
0L"5B@ variable/dec/int STOP TEST # 声明确定收敛的开关 /$?7L( &WAJ;7f ####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环 `u7"s' macro/def conres/over # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 eIY![..J/N pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 T9=55tpG9 clap/cir/no 1 .3 # 孔径1 定义 3pk `&' mirror rad=180 # 凸面反射镜,曲率半径r=180 ^TCgSi7k`L prop 90 # 向后传播90cm m03]SF(#3 mirror rad=360. # 凹面镜 }E]&,[4&M clap/cir/no 1 .7 # 孔径2定义 g6Nw].{ prop 90 # 向前传播90cm x;p7n2_ variable/set Energy 1 energy # 将光束的能量存在变量Energy leomm+f^ write/screen/on # 写屏 yi$ Jk}w udata/set pass_number pass_number Energy-1 #储存光束能量的变化量 F1UTj"<e gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP # store convergence test in STOP # l&4+v.zr gain/eigenvalue/show 1 # 显示本征值 !$5.\D energy/norm 1 1 #光束能量进行归一化 WyDL ah^/ if STOP macro/exit # 条件退出 UpIt"+d2& if [!TEST] then #TEST值为0, 执行语句 S@PAtB5 title resonator mode pass = @pass_number xD3Y-d9 plot/l xrad=.75 wEJ) h1=)^ endif BmGY#D, macro/end .|Zt&5osI .S=^) ###初始化变量 #Kd^t=k pass_number = 0 # 往返次数初始化为0 # :M'V**A( field_radius = 1.6 #调整场半径 ~Dz`O"X3 gV-x1s+ c##建立初始单位和高斯场分布 8#&axg?a array/set 1 128 #设置矩阵为128*128 WC<K(PP units/field 1 field_radius # 定义单位 fF*{\ wavelength/set 1 10. # 定义波长 N!
N>/9 gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3 #能量收敛准则的分数变化设置 mFdj+ &2\ ~KF>Jow?Y c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出 .uGvmD<;x gain/eigenvalue/set 1 Q4vl plot/screen/pause 3 zPKx: I3 TEST = 1 Q7vTTn\ resonator/name conres #设置谐振腔名字 Bw;LGEHi| resonator/eigen/test 1 #寻找本征值 q!+&|F TEST = 0 E=9xiS pass_number = 0 #往返次数初始化为0 2Yt+[T* clear 1 0 #光束初始化为0 V<%eWT)x7C noise 1 1 #从噪声开始 bm:"&U*tu' resonator/run 30 #宏运行30次 jR[3{ Reo title ex 11: energy per step #设置图形的标题 8vL2<VT; plot/watch ex11a_1.plt #设置图形窗口的名称 sWc_,[b plot/udata max=0 #设置横坐标范围 (+^z9p7/! vm
y?8E6+ ###绘制汇聚场分布 a\BV%'Zqg title ex 11: resonator pass no. @pass_number #设置图形的标题 ~7}aW# plot/watch ex11a_2.plt #设置图形窗口的名称 ;&N=t64" plot/liso 1 xrad=.75 ns=64 @ppT;9<d obs 1 .3 /\0rRT title ex 11: outcoupled beam #设置图形窗口的名称 2[8C?7_K0? plot/watch ex11a_3.plt &rmXz6F plot/liso 1 xrad=.75 ns=64 v==b.
2=
!8V c##应用透镜并传播到远场 V{yP/X
lens/sph 1 100 --}5%6 prop 100 )=vQrMyB title ex 11: far-field pattern #设置图形窗口的名称,画出远场模式 n8dJ6"L<" plot/watch ex11a_4.plt #2~-I plot/liso 1 ns=64 x #Um` &=-ZNWNo c###生成环围功率表 7i$)iNW encircled/calculate/energy 1 #!i& encircled/udata 1 bkvm-$/ title ex 11: encircled energy g$N/pg2>cT plot/watch ex11a_5.plt # N#Y|MfLc plot/udata 1 min=0. max=1. # WX9ABh& 5 end sBLf(Q, 图1.刮刀镜镜前会聚横模 V4.&"0\n # ZVin+ z 图2.单程能量损失图 oY K(=j 图3 3iI 4yg 7l~d_<h 图4.刮刀镜镜后会聚横模 BsJ
d*-:X @3Lh/& 图5.准直谐振腔的远场分布 ruKm_j#J P~H?[
; 图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线
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