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    [推荐]GLAD:共焦非稳腔模拟仿真 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2020-09-30
    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: +/;*|  
    `H3.,]  
         (11.1)
    34R!x6W0  
    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。 Vax^8 -  
    b2b75}_A  
    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%。 OLj\-w^  
    <x),,a=X  
    GLAD的计算与该理论相符甚好。 on7I l  
    xlR2|4|8  
    6Ik,zQL  
    参考文献 #s%-INcR  
    Y}DonF  
    A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). @v*/R%rv t  
    (?b@b[D~4  
    G^1b>K  
    C 谐振腔参数 yRYWch  
    ---------------------------------------- xT)psM'CL  
    等效菲涅尔数      0.5 1lnU77;  
    放大倍率          2 DBs*F x[  
    腔长              90cm [!VOw@uz  
    孔径1半径       0.3cm n!E2_  
    孔径2半径      0.6cm Fv)7c4  
    ----------------------------------------- j` /&r*zNq  
    Ij'NC C  
    ## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 l**;k+hw  
    ## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数 .M4IGOvOS  
    ##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏 pNE(n4v  
    ###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 N|2y"5  
    variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 2`= 6%s  
    variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 j,2l8?  
    W];EKj,3W  
    ####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环 swc@34ei\  
    macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 t%r :4,  
    pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 xDO7A5  
    clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 O;]?gj 1@  
    mirror rad=180                       # 凸面反射镜,曲率半径r=180 qUF1XJZ }z  
    prop 90                              # 向后传播90cm 0%;146.p  
    mirror rad=360.                        # 凹面镜 @)8]e S7  
    clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 Y#01o&f0n  
    prop 90 # 向前传播90cm jec:i-,  
    variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy '7im  
    write/screen/on  # 写屏 W:QwHZ2O  
    udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 K$REZe  
    gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # s-V SH  
    gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 mi2o1"Jd$`  
    energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 ".~{:=  
    if STOP macro/exit  # 条件退出   7nHTlI1 b  
    if [!TEST] then  #TEST值为0, 执行语句 '?GQ~Bf<>  
    title resonator mode pass = @pass_number   y$tX-9U  
    plot/l xrad=.75   p11G#.0  
    endif zSjgx_#U  
    macro/end 1{2eY%+C  
    396R$\q  
    ###初始化变量 wX'}4Z=C~  
    pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # IdM*5Y>f  
    field_radius = 1.6  #调整场半径 " B@jfa%  
    aN^IP  
    c##建立初始单位和高斯场分布 hQgN9S5P  
    array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 3LlU]  
    units/field 1 field_radius  # 定义单位 )8{6+{5lu  
    wavelength/set 1 10.  # 定义波长 1=Ilej1  
    gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 M>_= "atI  
    p#_[  
    c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出 I*1S/o_xI  
    gain/eigenvalue/set 1   ".2A9]_s  
    plot/screen/pause 3 G"S5ki`o  
    TEST = 1   C 7n Kk/r  
    resonator/name conres  #设置谐振腔名字 }&G]0hCT!  
    resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 mT_GrIl[  
    TEST = 0   iY.eJlfH  
    pass_number = 0  #往返次数初始化为0 Ds5N Ap:x  
    clear 1 0                                  #光束初始化为0 `% E9xcD%  
    noise 1 1                                 #从噪声开始 Uk-HP\C"7  
    resonator/run 30                         #宏运行30次 < `Z%O<X  
    title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 Xi~9&ed#$i  
    plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 ~/`X*n&  
    plot/udata max=0   #设置横坐标范围 4-:7.I(hq  
    C;sgK  
    ###绘制汇聚场分布 =wA5P@  
    title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 B2hfD-h,>  
    plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 T#iU+)-\%  
    plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           > x'bZ]gm  
    obs 1 .3                           b4~H3|  
    title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 "oE*9J?e  
    plot/watch ex11a_3.plt             p~bkf>  
    plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         !.+"4TF  
    7>x;B  
    c##应用透镜并传播到远场 KZK,w#9.  
    lens/sph 1 100                   )DZTB  
    prop 100                         56s*A*z$ ;  
    title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 vbn>mg5  
    plot/watch ex11a_4.plt             b]`^KTYK  
    plot/liso 1 ns=64                 dp^N_9$cdO  
    XZ:1!;  
    c###生成环围功率 KF{a$d  
    encircled/calculate/energy 1       w<d*#$[,*  
    encircled/udata 1                 98<zCSe\]  
    title ex 11: encircled energy       glor+  
    plot/watch ex11a_5.plt # L<@&nx   
    plot/udata 1 min=0. max=1. # 4Vx+[8W  
    end q 22/_nSC  
    >i8~dEbB  
    图1.刮刀镜镜前会聚横模 fSV5  
    P{lh)m>  
    图2.单程能量损失图
    #'NY}6cb$  
    图3 A[ 1)!e  
    +{xG<Wkltz  
    图4.刮刀镜镜后会聚横模 5<r)+?!n  
    R`C.ha  
    图5.准直谐振腔的远场分布 EVSK8T,  
    ;xW{Ehq-h  
    图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线
    fm6]CU1^  
    QQ:2987619807
     
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