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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: d NgjM Q  
    xEvm>BZi  
         (11.1)
    yaKw/vV  
    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。 iZDZ/hohv  
    3eP7vy  
    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%。 sn?YD'>k  
    2@#`x"0  
    GLAD的计算与该理论相符甚好。 088"7 s  
    ##clReS  
    Gmp`3  
    参考文献 6b9 &V`  
    /f) #CR0$  
    A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). C#4/~+  
    Jsp>v'Qvq  
    (YH/#n1"{  
    C 谐振腔参数 <P4*7:jX  
    ---------------------------------------- /yS/*ET8  
    等效菲涅尔数      0.5 a #4 'X*  
    放大倍率          2 3Y+ bIz!  
    腔长              90cm uw`fC%-xh  
    孔径1半径       0.3cm '`fz|.|cbB  
    孔径2半径      0.6cm za oC  
    ----------------------------------------- ?sm@lDZ\  
    e3b|z.^8  
    ## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 W^AY:#eX~Q  
    ## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数 s;4r)9Uvx  
    ##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏 |8YP8o  
    ###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 BbdJR]N/!h  
    variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数  V_-{TGKX  
    variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 aj)?P  
    njN]0l{p  
    ####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环 #cD20t  
    macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 fK{[=xMr@  
    pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 Y94/tjt  
    clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 !@vM@Z"  
    mirror rad=180                       # 凸面反射镜,曲率半径r=180 nfbqJ  
    prop 90                              # 向后传播90cm @"E{gM@B  
    mirror rad=360.                        # 凹面镜 O9tgS@*Tv  
    clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 u  t4+c0  
    prop 90 # 向前传播90cm ]~A<Q{  
    variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy X ?lF,p  
    write/screen/on  # 写屏 d$(>=gzBQ  
    udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 XTOZ]H*^  
    gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # oK3aW6  
    gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 \<R.F  
    energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 gYy9N=f+  
    if STOP macro/exit  # 条件退出   J$Qm:DC5  
    if [!TEST] then  #TEST值为0, 执行语句 /K@{(=n  
    title resonator mode pass = @pass_number   oz- k_9%  
    plot/l xrad=.75   (ATCP#lF  
    endif :xP$iEA`G  
    macro/end j |tu|Q  
    r!7e:p JLO  
    ###初始化变量 _noQk3N  
    pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # p!~{<s]  
    field_radius = 1.6  #调整场半径 T|&2!Sh  
    +#d}3^_]  
    c##建立初始单位和高斯场分布 (s\":5 C  
    array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 @~l?hf  
    units/field 1 field_radius  # 定义单位 _7M!b 9oA  
    wavelength/set 1 10.  # 定义波长 ,LHQ@/}A C  
    gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 2m?!!We q  
    b88Zk*  
    c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出 a}w%k  
    gain/eigenvalue/set 1   #1C~i}J1  
    plot/screen/pause 3 i;Y@>-[e<  
    TEST = 1   [8K+  zT5  
    resonator/name conres  #设置谐振腔名字 <XHS@|  
    resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 X}5aE4K/  
    TEST = 0   (cj3[qq  
    pass_number = 0  #往返次数初始化为0 aumXidb S  
    clear 1 0                                  #光束初始化为0 7Z;w<b~  
    noise 1 1                                 #从噪声开始 XFg.Z+ #  
    resonator/run 30                         #宏运行30次 dWI.t1`i  
    title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 r_kw "9  
    plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 &z\]A,=T c  
    plot/udata max=0   #设置横坐标范围 zTa>MzH1-;  
    ?"aj&,q+  
    ###绘制汇聚场分布 PZdYkbj  
    title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 N+vU@)_lC  
    plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 7Pc0|Z/  
    plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           Z-{!Z;T)z  
    obs 1 .3                           ZQ^kS9N i  
    title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 WR*|kh  
    plot/watch ex11a_3.plt             9 o7d3ir)  
    plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         Rro{A+[,X  
    J\%<.S>  
    c##应用透镜并传播到远场 D k'EKT-  
    lens/sph 1 100                   0)8QOTeT  
    prop 100                         x Qh?  
    title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 G@) I  
    plot/watch ex11a_4.plt             I@=h|GM  
    plot/liso 1 ns=64                 rI:KZ}GZ  
    1 ]@}+H  
    c###生成环围功率 )r2$/QF9  
    encircled/calculate/energy 1       Or9@X=C  
    encircled/udata 1                 ^/W 7Xd(s  
    title ex 11: encircled energy       {I |k@  
    plot/watch ex11a_5.plt # K;f'&9-+i,  
    plot/udata 1 min=0. max=1. # 4M8AYh2)  
    end r<oI4px  
    gkpNT)  
    图1.刮刀镜镜前会聚横模 0;)6ZU  
    y0qE::/H$  
    图2.单程能量损失图
    6,xoxNoPP3  
    图3 Y\ T*8\h_[  
    SPV'0* Z  
    图4.刮刀镜镜后会聚横模 f*~ 4Kv  
     =&fBmV  
    图5.准直谐振腔的远场分布 l\^q7cXG  
    Q ;P~'  
    图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线
    @2_s;!K  
    QQ:2987619807
     
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