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infotek 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 3e s  
X,i^OM_  
参考文献 xC.Tipn>  
z Feo8S  
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  
eU m,=s  
Y8%*S%yO  
C 谐振腔参数 _q1E4z  
---------------------------------------- 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  
----------------------------------------- w2e 9Ue~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 g6 Nw].{  
prop 90 # 向前传播90cm x;p7n 2_  
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 !$5.\D  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 WyD L ah^/  
if STOP macro/exit  # 条件退出   UpIt"+d2&  
if [!TEST] then  #TEST值为0, 执行语句 S@PAtB5  
title resonator mode pass = @pass_number   xD3Y-d9  
plot/l xrad=.75   wEJ) h1=)^  
endif BmGY#D,  
macro/end .|Zt&5osI  
.S =^)  
###初始化变量 #Kd^t =k  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # :M'V**A(  
field_radius = 1.6  #调整场半径 ~Dz`O"X3  
gV-x1s+  
c##建立初始单位和高斯场分布 8#&axg?a  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 WC<K(PP  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 fF*{\  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 N! N>/9  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 mFdj+ &2\  
~KF>Jow?Y  
c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出 .uGvmD <;x  
gain/eigenvalue/set 1   Q4vl  
plot/screen/pause 3 zPKx: I3  
TEST = 1   Q7vTTn\  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 Bw;LGEHi|  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 q!+&|F  
TEST = 0   E=9xiS  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 2Yt+[T*  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 V<%eWT)x7C  
noise 1 1                                 #从噪声开始 bm:"&U*tu'  
resonator/run 30                         #宏运行30次 jR[3{ Reo  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 8vL2<VT;  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 sWc_,[b  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 (+^z9p7/!  
vm y?8E6+  
###绘制汇聚场分布 a\BV%'Zqg  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 ~7}aW#  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 ;&N=t64"  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           @ppT;9<d  
obs 1 .3                           /\0 rRT  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 2[8C?7_K0?  
plot/watch ex11a_3.plt             &rmXz6 F  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         v==b. 2=  
!8 V  
c##应用透镜并传播到远场 V{ yP/X  
lens/sph 1 100                   --}5%6  
prop 100                         )=vQrMyB  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 n8dJ6"L<"  
plot/watch ex11a_4.plt             #2~-I  
plot/liso 1 ns=64                 x  #Um`  
&=-ZNWNo  
c###生成环围功率表 7i$)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#  
Z Vin+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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