[产品]激光与物理光学-《GLAD典型案例手册》 [复制链接]

前言 -F~9f>  
s?z=q%-p  
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。 ?j ;,q  
Lt ZWs0l0  
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。 w^vK7Z 1$  
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。 FZLzu  
Sxx.>gP"61  
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。 iz$v8;w  
 Q}`2Y^.  
为了使广大有志于采用GLAD进行光学系统设计及仿真的师生及研究人员更加全面地了解GLAD的功能，熟悉GLAD的使用，本书从GLAD的案例手册中精选了二十七个案例进行解读，希望对于各位运用GLAD解决实际问题有所裨益。 u+"hr"}${  
不当之处，敬请指正！ b]s%B.h  
%QlBFl0a  
R _~m\P  
目录 `XRb:d^  
前言 2 =&<$I  
1、传输中的相位因子与古伊相移 3 :+X2>Lu$FA  
2、带有反射壁的空心波导 7 +P<w<GfQ  
3、二元光学元件建模 14 >H]|A<9u(  
4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21 gEe W1:AB  
5、大气像差与自适应光学 26 pR^Y|NG!  
6、热晕效应 29 jmwQc&  
7、部分相干光模拟 34 =iQ`F$M  
8、谐振腔的优化设计 43 ?F_;~  
9、共焦非稳腔模拟仿真 47 /m|&nl8"qe  
10、非稳环形腔模拟 53 H;"N|pBy  
11、含有锥形反射镜的谐振腔 58 _yXeX  
12、体全息模拟 63 rSFXchD/  
13、利用全息图实现加密和解密 68 ^?l-YnQqm?  
14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75 ;Bc<u[G  
15、拉曼放大器 80 :j50]zLy{  
16、瞬态拉曼效应 90 E6d8z=X(  
17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97 Y+5A2Z)f[  
18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104 WSX@0A.&)  
19、光学参量振荡器 109 g{f>jd  
20、激光二极管泵浦的固体激光器 114 [Z`:1_^0}  
21、ZIG-ZAG放大器 122 77[;J  
22、多程放大器 133 gpTF^.(  
23、调Q激光器 153 6 GevO3  
24、光纤耦合系统仿真 161 @):NNbtA  
25、相干增益模型 169 ():?FJM  
26、谐振腔往返传输内的采样 181 2$/gg"g+  
27、光纤激光器 191 h,RUL  
(YWc%f4  
GLAD案例索引手册 QR-R5XNT[  
mQ `r`DW  
目录 R S_lQ{'  
$5p'+bE  
目   录 i GeW$lA I  
J
V*,!5  
E)Epr&9S  
GLAD软件简介 1 R)d7b,_Yd  
Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2 QcVtv7+*v  
Ex1a: 基本输入 2 7Mbt*[n  
Ex1b: RTF命令文件 3 XIW:Nk!S  
Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4 OU964vv  
Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5 _nCs$U  
Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5 FZI 4?YD?<  
Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6 E;Ftop  
Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6 aG
kVC*T  
Ex3: 单位选择 7 Ac(Vw%  
Ex4: 变量、表达式和数值面 7 uEO2,1+  
Ex5: 简单透镜与平面镜 7 >^)5N<t?  
Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8 \EfwS% P  
Ex7:  mirror/global命令 8 4 ~|TKd{  
Ex8: 圆锥曲面反射镜 11 ~0$F V  
Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11 ~;4k UJD  
Ex8b: 离轴单抛物面 12 Pw0KQUs  
Ex8c: 椭圆反射镜 12 QZq9$;>dW  
Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12 v\tbf  
Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12 :^L]Da3  
Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17 F!cAaL1  
Ex10: 宏、变量和udata命令 17 'ah0IYe  
Ex11: 共焦非稳腔 17 gBS#Z.  
Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18 ZUI\0qh+  
Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18 sWCm[HpG  
Ex11c: 发散输出的非稳腔 19 eBRP%<=>D  
Ex11d: 注入相反模式的空腔 19 JF\viMfR  
Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20 3jVm[c5%]  
Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20 N~KRwsDH  
Ex13: 相位像差 20 ^"#rDP"v  
Ex13a: 各种像差的显示 21 )CTM  
Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23 >43yty\   
Ex14: 光束拟合 23 ~F6gF7]z  
Ex15: 拦光 24 ;l4\^E1  
Ex16: 光阑与拦光 24
"4AQpD  
Ex17: 拉曼增益器 25
._nKM5.  
Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26 IbaL.t\>  
Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26 BfLZ  
Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28 3^UsyZS)  
Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29 dct#ECT  
Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29 >Ga1p'8FtU  
Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30 F|K4zhK
 
Ex24: 大气像差与自适应光学 31 io'O
vhf:  
Ex24a: 大气像差 32 V-r<v1}M  
Ex24b: 准直光路中的大气像差 32 vaZZzv{H  
Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32 {4q:4i  
Ex25: 地对空激光通讯系统 32 0>MI*fnY"  
Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34 Bb"4^EOZ,  
Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34 .O.R  
Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35 @h,$&=HY  
Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35 !Qzp!k9d  
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 A+D
YIS  
Ex28: 相位阵列 35 ay|{!MkQ  
Ex28a: 相位阵列 35 cT
TE]ix]  
Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35 p>
O< "X@  
Ex29: 带有风切变的大气像差 35 nv{4 U}&P  
Ex30: 近场和远场的散斑现象 36 e;[8GE.   
Ex31: 热晕效应 36 3) 0~:  
Ex31a: 无热晕效应传输 37 AAY UXY!  
Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37 ]*U')  
Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37 %.U{):lNx  
Ex32: 相位共轭镜 37 m3-J0D<  
Ex33: 稳定腔 38 ^eRT8I  
Ex33a: 半共焦腔 38 ,RO(k4  
Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，理想透镜 39 XOU$3+8q5  
Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39 v|2j~  
Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39 ,O!aRvzap  
Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40 fMaNv6(  
Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40 ,quTMtk~  
Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41 PtOnj)Q  
Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41 R  |%  
Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41 *b_54X%3  
Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42 ;BVhkWA  
Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42 +}/!yQtH  
Ex33k: 拓展腔与伪反射 42 `0D1Nh"%k  
Ex33l: 谐振腔耦合 43 /vMyf),2  
Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45 fC|u  
Ex34: 单向稳定腔 45 GA}^Rh`T-  
Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47 _AbEQ\P{  
Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51 9#6/c  
Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53 LS;anNk@.}  
Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54 ii9/ UtIQ  
Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56 `p|vutk)U  
Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56 2&URIQg*
J  
Ex36: 有限差分传播函数 57 xrnH=>.;m  
Ex36a: FDP与软孔径 58 FJ"9Hs2  
Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58 SqB|(~S  
Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58 F k;su,]_  
Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58 NM.B=<Aw*  
Ex37b: 偏振，表面极化效应 60 $(=1A>40  
Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61 q:^Cw8  
Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61 Y_sVe  
Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61 7bS[\5  
Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61 hM w`
e  
Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62 ;$< ek(i7  
Ex38: 剪切干涉仪 Z+(V \  
62 K67? d  
Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62 {[*_HAy7  
Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64 zK?[dO  
Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64 ]E^f8s0#V  
Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65 DA~ELje^j  
Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66 I_7EfAqg(  
Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66 wP"|$HN  
Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66 w-Fk&dC69  
Ex46: 光束整形滤波器 68 A!yLwkc:5  
Ex47: 增益片的建模 68 lJ#>Y5Qg  
Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70 8$Yf#;m[
 
Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70 'O9=*L)X  
Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70 d 4R+gIA  
Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70 >~~\==".  
Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70 B$EP'5@b  
Ex48: 倍频 70 |0p'p$%  
Ex49: 单模的倍频 71 ?UDO%`X  
Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71 ^^uD33@_  
Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71 )n@3@NV  
Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72 MX,0gap  
Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72 GJPZ[bo  
Ex52: 锥像差 72 TVwYFX  
Ex53: 厄米高斯函数 74 D7/Bp4I#o  
Ex53a: 厄米高斯多项式 75 ifZNl,  
Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75 p>3'77 V  
Ex54: 拉盖尔函数 75 c@M@t0WT[  
Ex55: 远场中的散斑效应 75 !H\GHA'DO]  
Ex56: F-P腔与相干光注入 75 38i,\@p`9$  
Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76 }j*/>m  
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 ped Yf{T  
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 +Ob#3PRy  
Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76 u_=y,~s  
Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76 k|'Mh0G0  
Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76 [)vwg`]  
Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76 ~1sl.8tF  
Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77 f om"8iL1  
Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79 >]8.xkQq  
Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79 >irT|VTf  
Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79 1G.gPx[  
Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79 tta0sJ8i  
Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79 [d>yo_iB  
Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80 *Bsmn!_cB{  
Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80 :Xh`.*{EX  
Ex59c:  2f透镜，焦平面扫描 80 @$Kq<P  
Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80 )m;qv'=!  
Ex60a: 对散焦的简单优化 80 l?_!eA  
Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81 q.km>XRk~  
Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81  WPKTX,k  
Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81 -GVG1#5  
Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81 IkNt! 2s_  
Ex61: 对加速模型评估的优化 82 $IZZ`Z]B  
Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82 "m;]6B."  
Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85 =2)t1 H  
Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85 G$uOk?R#5c  
Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85 UVUO}B@[S  
Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85 l{m~d!w`a  
Ex65: 非相干成像与光学传递函数（OTF） 85 l0xFt ~l  
Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86 >ImM~SR)  
Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87 B/kn&^z$|~  
Ex67a: 六边形透镜阵列 88 f<p4Pkv  
Ex67b: 矩形透镜阵列 88 [c[MQA0  
Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88 x`vs-Y:P  
Ex67d: 矩形柱透镜 88 #(g+jb0E  
Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88 ~
(OIo7#;  
Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88 g~:(EO(w  
Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88 fYM6wYJ  
Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88 7qK0!fk5  
Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88 9|A-oS  
Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89 f<altz_\q  
Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89 <;E[)tv  
Ex69: 速率方程与瞬态响应 89 RXS|-_$  
Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89 U]U)'  
Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92 w[oQ}5?9'  
Ex69c: 速率方程与单步骤 92 gLMea:  
Ex69d: 半导体增益 92 fB,1s}3Hn  
Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93 ]O=S2Q  
Ex69f: 速率方程的数值举例 93 $"{3yLg  
Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93 B~g05`s  
Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93 #Y>%Dr&  
Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93 'Mx K}9  
Ex69j: 稳态速率方程的解 93 'EET3RK-S  
Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93 KSB_%OI1  
Ex70: Udata命令的显示 93 'S4E
KV]  
Ex71: 纹影系统 94 rspoSPnY1  
Ex72: 测试ABCD等价系统 94 >dvWa-rNUT  
Ex73: 动态存储测试 95 &DQ4=/Z  
Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95 K#f`_SCW  
Ex75: 锥面镜 95 +[8Kl
=]L  
Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95 ~73i^3yf  
Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97 '}pgUh_  
Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97 rjAkpAT  
Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98 Zjic"E1  
Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔 /
.kna4k  
。。。。后续还有目录 ^&';\O@)  
对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系 fqk Dk  
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