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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: wbl& uVrd i?3
(11.1) C~/a- 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。 /7YIn3 KbeC"mi 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%。 ^ [@, cbTm'}R(G GLAD的计算与该理论相符甚好。 a&? :P1$ ep{FpB
_oeS Uzq. 参考文献 =UWI9M*sz 4o[{>gW A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). H qx-;F~0 F:S}w k8zI(5.> C 谐振腔参数 w``U=sfmV ---------------------------------------- ]D\D~!R 等效菲涅尔数 0.5 Zj'9rXhrM1 放大倍率 2 sFRQe]zCcP 腔长 90cm )9]P MA?u 孔径1半径 0.3cm {+>-7
9b 孔径2半径 0.6cm ;RlxD 4p ----------------------------------------- f3y=Wxk[ jnwu9PQ ## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 c7H^$_^ = ## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数 U]rRQ
d/:; ##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏 `Urhy#LC ###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 fp"W[S|uL variable/dec/int pass_number # 声明pass_number变量为整数 ;!Fn1|) variable/dec/int STOP TEST # 声明确定收敛的开关 5|)W.*Q =Dj#gV ####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环 Tw<q,O macro/def conres/over # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 TWX.D`W pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 n+ M <\ clap/cir/no 1 .3 # 孔径1 定义 5[0?g@aO mirror rad=180 # 凸面反射镜,曲率半径r=180 #GFr`o0$^ prop 90 # 向后传播90cm E!F^H^~$8 mirror rad=360. # 凹面镜 -mh3DhJ, clap/cir/no 1 .7 # 孔径2定义 g<qaXv prop 90 # 向前传播90cm {_*yGK48n variable/set Energy 1 energy # 将光束的能量存在变量Energy /yZcDK4 write/screen/on # 写屏
Q+{n-? : udata/set pass_number pass_number Energy-1 #储存光束能量的变化量 &H+xzN gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP # store convergence test in STOP # +b6v!7_ gain/eigenvalue/show 1 # 显示本征值 ^<6[.) energy/norm 1 1 #光束能量进行归一化 19#\+LWA if STOP macro/exit # 条件退出 8{ I|$*nB if [!TEST] then #TEST值为0, 执行语句 lU]nd[x title resonator mode pass = @pass_number -nwypu plot/l xrad=.75 %
]U endif |uJ%5y# macro/end ~V6D< _yT Ed"$
###初始化变量 B)UZ`?>c pass_number = 0 # 往返次数初始化为0 # vih9KBT field_radius = 1.6 #调整场半径 W%w~ah|/] y1#1Ne_ c##建立初始单位和高斯场分布 2~2 O V array/set 1 128 #设置矩阵为128*128 /mZE/>&~, units/field 1 field_radius # 定义单位 ),!qTjD wavelength/set 1 10. # 定义波长 W@esITr gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3 #能量收敛准则的分数变化设置 |':{lH6+1 |vC~HJpuv' c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出 GA.8@3 gain/eigenvalue/set 1 1 -b_~DF plot/screen/pause 3 `GLx#=Q TEST = 1 eJX#@`K resonator/name conres #设置谐振腔名字 rZpXPI resonator/eigen/test 1 #寻找本征值 qxj(p o TEST = 0 uw8f ~:LT pass_number = 0 #往返次数初始化为0 p
K$`$H clear 1 0 #光束初始化为0 v` r:=K noise 1 1 #从噪声开始 w2'5#`m resonator/run 30 #宏运行30次 |l!aB(NW title ex 11: energy per step #设置图形的标题 Z30A{6} plot/watch ex11a_1.plt #设置图形窗口的名称 *K;~!P plot/udata max=0 #设置横坐标范围 Qg/rRiV
AOx[ ###绘制汇聚场分布 v-Sd*( 6 title ex 11: resonator pass no. @pass_number #设置图形的标题 8b=_Y; plot/watch ex11a_2.plt #设置图形窗口的名称 P'rb%W plot/liso 1 xrad=.75 ns=64 >-c8q]()ly obs 1 .3 K>
e7pu title ex 11: outcoupled beam #设置图形窗口的名称 !_(Tqyg& plot/watch ex11a_3.plt : E?V. plot/liso 1 xrad=.75 ns=64 g\AY|;T BJ0?kX@ c##应用透镜并传播到远场 &m vSiyKX lens/sph 1 100 ,z?':TZ prop 100 ch]29 title ex 11: far-field pattern #设置图形窗口的名称,画出远场模式 [00m/fT6 plot/watch ex11a_4.plt xN(|A}w plot/liso 1 ns=64 2T`!v wQLSf{2 c###生成环围功率表 i mM_H;-X encircled/calculate/energy 1 [S<";l8 encircled/udata 1 l;V173W=& title ex 11: encircled energy |cY`x(?yP plot/watch ex11a_5.plt # &.ACd+Cd plot/udata 1 min=0. max=1. # \j.:3Xr end P|> ~_$W 图1.刮刀镜镜前会聚横模 ?%kV?eu' \Og+c% 图2.单程能量损失图 E)3NxmM# 图3 mBC+6(5V v8DC21pb 图4.刮刀镜镜后会聚横模 .sA.C]f :H[6Lg\* 图5.准直谐振腔的远场分布 YoE3<[KD( mcok/,/ 图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线
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