[产品]激光与物理光学-《GLAD典型案例手册》 [复制链接]

前言 1=>$c   
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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。 b/)UN
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dbR4%;<  
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。 H!N,PI?rn  
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。 ]pb3 Fm{  
p<YO3@B+  
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。 )+J?(&6  
YV9%^ZaN7  
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。 >2ct1
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不当之处，敬请指正！ !eW<4jYB  
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W'[!4RQL  
目录 /*[a>B4-q  
前言 2 NEvt71k  
1、传输中的相位因子与古伊相移 3 *i|hcDk  
2、带有反射壁的空心波导 7 $O[ut.  
3、二元光学元件建模 14 Z`[j;=[  
4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21 >Kxl+F  
5、大气像差与自适应光学 26 aw~OvnX E  
6、热晕效应 29 oR~+s&c  
7、部分相干光模拟 34 &]5<^?3  
8、谐振腔的优化设计 43 k,H4<")H  
9、共焦非稳腔模拟仿真 47 3' ^ON  
10、非稳环形腔模拟 53 6;VlX,,j  
11、含有锥形反射镜的谐振腔 58 GYj`-t  
12、体全息模拟 63 f,$FrI,  
13、利用全息图实现加密和解密 68 \.{?TB  
14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75 dX<UruPA  
15、拉曼放大器 80 ?C_%"!GR  
16、瞬态拉曼效应 90 wM><DrQ  
17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97 {KR/
TQ?A  
18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104 8`*(lKiL  
19、光学参量振荡器 109 Vi]D](^!  
20、激光二极管泵浦的固体激光器 114  iGR(  
21、ZIG-ZAG放大器 122 SkxTgX5  
22、多程放大器 133 T_r[#j  
23、调Q激光器 153 SN11J+  
24、光纤耦合系统仿真 161 |^FDsJUN  
25、相干增益模型 169 i cZQv]  
26、谐振腔往返传输内的采样 181 1 %*X,E  
27、光纤激光器 191 UHXlBH@  
p@P[pzxI  
GLAD案例索引手册 Cu>pql<O  
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目录 am`eist:  
mv5!fp_*7  
目   录 i E_$ST3  
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O]Z  
GLAD软件简介 1 ]SK(cfA`  
Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2 DRw%~  
Ex1a: 基本输入 2 ow+
NT  
Ex1b: RTF命令文件 3 h1,J<B@  
Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4 Y~Zg^x2  
Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5 2t_E\W7w+  
Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5 #*w$JH  
Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6 E]Kd`&^}  
Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6 18a6i^7  
Ex3: 单位选择 7 =\`9\Gd  
Ex4: 变量、表达式和数值面 7 9gjx!t>`H  
Ex5: 简单透镜与平面镜 7 MTr _8tI  
Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8 vG<Mz?
wr  
Ex7:  mirror/global命令 8 y#r=^r]l)  
Ex8: 圆锥曲面反射镜 11 ${`\In_?O  
Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11 /bg8oB4  
Ex8b: 离轴单抛物面 12 #E>f.:)  
Ex8c: 椭圆反射镜 12 75<E0O  
Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12 LM0TSB?  
Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12 .2OP>:9F  
Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17 8amtTM  
Ex10: 宏、变量和udata命令 17 T_pE'U%[  
Ex11: 共焦非稳腔 17 G$ipWi  
Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18 ci,o'`Q  
Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18 |Y:T3hra61  
Ex11c: 发散输出的非稳腔 19 #[J..i/h  
Ex11d: 注入相反模式的空腔 19 .nT"f>S&'  
Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20 P^+Og_$  
Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20 [4"%NY  
Ex13: 相位像差 20 }**^g:  
Ex13a: 各种像差的显示 21 H,] D}r  
Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23 B,}%1+*  
Ex14: 光束拟合 23 ~d28"p.7  
Ex15: 拦光 24 z.#gpTXD  
Ex16: 光阑与拦光 24 Bf[D&O  
Ex17: 拉曼增益器 25 MiN68x9  
Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26 }K0.*+M  
Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26 M1VRc[ RRo  
Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28 ;9d(GP}eE  
Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29 %$Mvq&ZZ  
Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29 rY88x
h^  
Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30 }i?P( Au  
Ex24: 大气像差与自适应光学 31 2uV=kqnO  
Ex24a: 大气像差 32 cND2(<jx:  
Ex24b: 准直光路中的大气像差 32 HnZrRHT0  
Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32 nbhx2@Teqe  
Ex25: 地对空激光通讯系统 32 Dr<%Lr  
Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34 ;p1%KmK3  
Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34 /TS>I8V!  
Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35 M`AbH19  
Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35 WF_G GF{  
Ex27c: 转换镜后面的大气像差与微扰以及自适应光学的影响 35 lAV6z%MmM  
Ex28: 相位阵列 35 .b5B7x}  
Ex28a: 相位阵列 35 8ec~"vGLz~  
Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35 L<J%IlcfO  
Ex29: 带有风切变的大气像差 35 t:$p8qR  
Ex30: 近场和远场的散斑现象 36 v='7.A  
Ex31: 热晕效应 36 (eG#JVsm9  
Ex31a: 无热晕效应传输 37 5h1FvJg  
Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37 {U7j  
Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37 IB(5 &u.  
Ex32: 相位共轭镜 37 a!4'}gHR  
Ex33: 稳定腔 38 ;\(wJ{u?Y  
Ex33a: 半共焦腔 38 -,3Ka:  
Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，理想透镜 39 no^I![_M  
Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39 G$Z8k,g+<7  
Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39 %;9wToyK>  
Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40 %q(n'^#Z.y  
Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40 Qq^>7OU>Co  
Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41 866n{lyL  
Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41 M
{_
`X  
Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41 :!J!l u  
Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42 <c^m
|v  
Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42 MX6;ww  
Ex33k: 拓展腔与伪反射 42 >=[w{Vn'Mf  
Ex33l: 谐振腔耦合 43 ?ZE1>L7e  
Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45 N
^CD4l  
Ex34: 单向稳定腔 45 /k(0}g=\  
Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47 cqi: Rj  
Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51 ;&?NuK  
Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53 ~~b[X\1  
Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54 og!Uq]U/y  
Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56 !SKEL6~7  
Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56 ,`)!K}2  
Ex36: 有限差分传播函数 57 d|w%F=  
Ex36a: FDP与软孔径 58 gey`HhZp)  
Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58 IgQW 5E#  
Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58 xsV(xk4  
Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58 I4gyGg$H  
Ex37b: 偏振，表面极化效应 60 a/{T;=_GY  
Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61 kMf]~EZ?  
Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61 66Huqo  
Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61 -@<k)hWr  
Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61 \c_1uDRoUn  
Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62 Skq%S`1%Q  
Ex38: 剪切干涉仪 Z,_yE*q  
62 N@)tU;U3O  
Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62 +^{yJp.H#  
Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64 >jq~5HN  
Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64 iKs/8n  
Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65 QY/36gK  
Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66 +}J2\!Jw  
Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66 N?ky2wG  
Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66 G<Z|NT  
Ex46: 光束整形滤波器 68 xmT(yv,  
Ex47: 增益片的建模 68 m+s^K{k}  
Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70 tHJ#2X#Y.  
Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70 U;LbP-{B  
Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70 2~K.m@U}!Z  
Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70 *U)!9DvA  
Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70 ~NMa
l]Fwx  
Ex48: 倍频 70 LTm2B_+  
Ex49: 单模的倍频 71 `/Zi=.rr  
Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71 A|O7W|"W  
Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71 #y~^!fdp9  
Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72 ry/AF  
Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72 W]4Gs;  
Ex52: 锥像差 72 HUfH/x3zj]  
Ex53: 厄米高斯函数 74 CZS{^6Ye  
Ex53a: 厄米高斯多项式 75 l+*^P'0u  
Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75 !gWV4vC  
Ex54: 拉盖尔函数 75 w<lHY=z E  
Ex55: 远场中的散斑效应 75 x%jJvwb^|  
Ex56: F-P腔与相干光注入 75 \8'fy\  
Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76 )ZEUD] X  
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 |nk&ir6  
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 $RuJm\f  
Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76 ,)@Q,EHN;  
Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76 S2HG
f~rE  
Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76 AhZ8B'
Ee  
Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76 BHy#g>KUF  
Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77 Q *![u5#  
Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79 S>Z V8  
Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79 Ig-9Y;hdmn  
Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79 }:5AB93(  
Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79 I!%T!B540  
Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79 %`t;5kmR  
Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80 wyzj[PDS  
Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80 ]s?BwLU6  
Ex59c:  2f透镜，焦平面扫描 80 hw:zak#j,  
Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80 ;\DXRKR  
Ex60a: 对散焦的简单优化 80 BSY2\AL p  
Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81 RXP0 4  
Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81 A% 9TS/-p  
Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81 j{?,nJdQ  
Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81 p6$ QTx  
Ex61: 对加速模型评估的优化 82 O['gp~P"  
Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82 6.kX~$K  
Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85 Iw(deD  
Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85 {w$1_GU  
Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85 12M

&qqV  
Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85 :vz_f$=  
Ex65: 非相干成像与光学传递函数（OTF） 85 8zP{Cmm  
Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86 >wS52ng  
Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87 J*Dj`@`4`g  
Ex67a: 六边形透镜阵列 88 9&q<6TZz  
Ex67b: 矩形透镜阵列 88 gQ%'2m+  
Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88 "Sz pFw  
Ex67d: 矩形柱透镜 88 X2hV)8Sk  
Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88 br*L|s\P\9  
Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88 aT$q1!U`j2  
Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88 9JV(}v5[  
Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88 x48Y#"'  
Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88 6?b9~xRW  
Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89 b*S:wfw  
Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89 .9_]8T  
Ex69: 速率方程与瞬态响应 89 3 [: x#r  
Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89 >Ip>x!wi  
Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92 AmNmhcN  
Ex69c: 速率方程与单步骤 92 cobq+Iyu  
Ex69d: 半导体增益 92 :[z=u  
Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93 Gnop  
Ex69f: 速率方程的数值举例 93 Y O;N9wu3f  
Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93 Pf5RlpL:p  
Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93 |q"WJQ  
Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93 B- =*"H?q  
Ex69j: 稳态速率方程的解 93 +h_'hz&HlS  
Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93 #m{K  
Ex70: Udata命令的显示 93 /~)vma1<  
Ex71: 纹影系统 94 {|= 8wB  
Ex72: 测试ABCD等价系统 94 {Hm0Q  
Ex73: 动态存储测试 95 _IBIx\F  
Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95 ?W-J2tgss{  
Ex75: 锥面镜 95 C8>zr6)1  
Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95 ,rVm81-2  
Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97 D[U[D  
Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97 "
vQ$RW -  
Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98 o_ka'|  
Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔 Ve#VGlI  
。。。。后续还有目录 {Tb(4or?=b  
对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系 4vKp341B  
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