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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: hHc^ZA }K/}(zuy1Y
(11.1) HCx%_9xlm 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。 W-!Bl&jF[ ,M@m4bx 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%。 |pH*
CCA s1Tl.p5 GLAD的计算与该理论相符甚好。 /iTUex7T @nx}6?p\,
8PoHBOxpc 参考文献 KZ!N{.Jk ;o)=XEh8P A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). U +*oI * &V#z kW Z<N&UFw7QJ C 谐振腔参数 =(.mf ---------------------------------------- ;c X^8;F0 等效菲涅尔数 0.5 G/fP(o-Wd 放大倍率 2 (K*/Vp 腔长 90cm J+@MzkpK 孔径1半径 0.3cm 1<W4>~,wj 孔径2半径 0.6cm :m*!?QGdL ----------------------------------------- \]U<hub
<84C tv ## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 [ZKtbPHb ## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数 K_AtU/ ##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏 ^Y{6;FJ ###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 h0F0d^W. variable/dec/int pass_number # 声明pass_number变量为整数 T/GgF&i3 variable/dec/int STOP TEST # 声明确定收敛的开关 #h gmUa 8O8\q
;US ####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环 f@!
fW& macro/def conres/over # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 hJw
|@V pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 d; mmM\3] clap/cir/no 1 .3 # 孔径1 定义 V8sH{R- mirror rad=180 # 凸面反射镜,曲率半径r=180 stg30>< prop 90 # 向后传播90cm <JL\?)}n mirror rad=360. # 凹面镜 `26V`%bPkr clap/cir/no 1 .7 # 孔径2定义 ;wJ7oj< prop 90 # 向前传播90cm z^gQ\\,4 variable/set Energy 1 energy # 将光束的能量存在变量Energy r~$}G-g write/screen/on # 写屏 c~gNH%1XN udata/set pass_number pass_number Energy-1 #储存光束能量的变化量 #Mj$o;SX gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP # store convergence test in STOP # R`@8.]cpPy gain/eigenvalue/show 1 # 显示本征值 ]aC':55( energy/norm 1 1 #光束能量进行归一化 @<D'-mMt if STOP macro/exit # 条件退出 gp~yt0AU if [!TEST] then #TEST值为0, 执行语句 a=J@yK title resonator mode pass = @pass_number ;x:k-s2- plot/l xrad=.75 7tpAZ<{ endif MzEm*`< macro/end k^H0b\hYY Rk($lW) ###初始化变量 T}n N=Q4 pass_number = 0 # 往返次数初始化为0 # (KT38RhA
field_radius = 1.6 #调整场半径 5^/,aI `zdH1 p^w c##建立初始单位和高斯场分布 42rj6m\ array/set 1 128 #设置矩阵为128*128 ?,ZELpg n units/field 1 field_radius # 定义单位 V";mWws+?# wavelength/set 1 10. # 定义波长 5f;n<EPy gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3 #能量收敛准则的分数变化设置 &Ki>h K0tV'Ml#" c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出 Jj2g5={ gain/eigenvalue/set 1 T ;i?w plot/screen/pause 3 0JmFQ^g( TEST = 1 f{)+-8 resonator/name conres #设置谐振腔名字 9#v-2QY resonator/eigen/test 1 #寻找本征值 @%6)^]m}r TEST = 0 Mw/?wtW pass_number = 0 #往返次数初始化为0 l6iw=b[? clear 1 0 #光束初始化为0 JB&G~7Q85 noise 1 1 #从噪声开始 S5uJX#*; resonator/run 30 #宏运行30次 0CPxIF& title ex 11: energy per step #设置图形的标题 \Dn&"YG7 plot/watch ex11a_1.plt #设置图形窗口的名称 CQ@LmTW[ plot/udata max=0 #设置横坐标范围 2>F\& }5Yj ###绘制汇聚场分布 u@<Pu@?xm title ex 11: resonator pass no. @pass_number #设置图形的标题 `TUZZz plot/watch ex11a_2.plt #设置图形窗口的名称 JZ `>|<W plot/liso 1 xrad=.75 ns=64 cNe0x2Z$? obs 1 .3 P+[QI
U title ex 11: outcoupled beam #设置图形窗口的名称 b<[jaI0 plot/watch ex11a_3.plt Z:K+I+:t plot/liso 1 xrad=.75 ns=64 hT?6sWa +T9Q_e* c##应用透镜并传播到远场 Vwjk[ DOL lens/sph 1 100 k/% #> prop 100 he"L*p*H title ex 11: far-field pattern #设置图形窗口的名称,画出远场模式 `YPe^!`$ plot/watch ex11a_4.plt Z;#%t. plot/liso 1 ns=64 1Fv8T' {S G* c###生成环围功率表 d:A}CBTSY encircled/calculate/energy 1 zJ5hvDmC encircled/udata 1 85'nXYN{d title ex 11: encircled energy rVY?6OMkd plot/watch ex11a_5.plt # ! 0^;;' plot/udata 1 min=0. max=1. # 'iJDWxCD end f0vJm #,G1R7 图1.刮刀镜镜前会聚横模 :pRF*^eU m#JI!_~! 图2.单程能量损失图 K4C^m|e 图3 UH[<&v QIQfI05 图4.刮刀镜镜后会聚横模 T.kyV| .;9jdGBf 图5.准直谐振腔的远场分布 S.{fDcM ndw7v 图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线 cph~4wCS[U
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