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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: T2^0Q9E?  
    * vMNv  
         (11.1)
    D-<9kBZs  
    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。 $<(FZb=  
    {Bb:S"7NX  
    激光在腔中来回一次后,分布的单位是初始时的两倍。要开始另一次来回传输,单位需要缩放到原来的单位,根据Siegman和Miller理论,每个来回损耗大约为44%。 ~@wM[}ThP$  
    <p74U( V  
    GLAD的计算与该理论相符甚好。 E1uyMh-dy  
    z rg#BXj7  
    `Z:5E  
    参考文献 k[p7)ec  
    E8=8OX/{Y  
    A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). #gL$~.1  
    &>m# "A\^  
    |*+f N8  
    C 谐振腔参数 N5%zbfKM  
    ---------------------------------------- = UT^5cl(  
    等效菲涅尔数      0.5 D< h+r?  
    放大倍率          2 (!@ Q\P  
    腔长              90cm (79y!&9p  
    孔径1半径       0.3cm 1k *gbXb  
    孔径2半径      0.6cm Ikn)XZU^  
    ----------------------------------------- V{j>09u  
    Gw5j6  
    ## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 9svnB@  
    ## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数 {{WA=\N8C  
    ##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏 5g{F-  
    ###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 R\B-cU[,  
    variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 ` 5.PPI\h2  
    variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 !u0qF!/W  
    :q xd])-  
    ####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环 61W ms@D%  
    macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 X(Wd  
    pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 >+ZG {'!j  
    clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 mrzrQ@sN  
    mirror rad=180                       # 凸面反射镜,曲率半径r=180 I-QaR  
    prop 90                              # 向后传播90cm  .UUY9@  
    mirror rad=360.                        # 凹面镜 o6PDCaT7  
    clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 wm$1LZ8o-`  
    prop 90 # 向前传播90cm 1,tM  
    variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy 9bL`0L  
    write/screen/on  # 写屏 -xc*R%k  
    udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 Aqwjs 3  
    gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # =X0"!y"  
    gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 Ez*9*]O*+  
    energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 \UdHN=A&  
    if STOP macro/exit  # 条件退出   CO` %eL ~  
    if [!TEST] then  #TEST值为0, 执行语句 2&f] v`|M|  
    title resonator mode pass = @pass_number   SOq{`~,4B  
    plot/l xrad=.75   }w0>mA0=H  
    endif L|7F%oR  
    macro/end 0jlwL  
    q\P"AlpC!  
    ###初始化变量 :jol Nl|a  
    pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # | Vtd !9  
    field_radius = 1.6  #调整场半径 |]d A`e&y  
    dc .oK4G}  
    c##建立初始单位和高斯场分布 RGw=!0V  
    array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 ~i4h.ZLj  
    units/field 1 field_radius  # 定义单位 6[dLj9 G%  
    wavelength/set 1 10.  # 定义波长 FJ|6R(T_  
    gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 #+v Iq?  
    ]"jJgO^  
    c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出 Ye'=F  
    gain/eigenvalue/set 1   oJcDs-!  
    plot/screen/pause 3 L8&$o2+07r  
    TEST = 1   l Ikh4T6i  
    resonator/name conres  #设置谐振腔名字 Hl,.6 >F?  
    resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 k* ayzg3F>  
    TEST = 0   %6\e_y%  
    pass_number = 0  #往返次数初始化为0 DriJn`vtzq  
    clear 1 0                                  #光束初始化为0 JF%eC}[d  
    noise 1 1                                 #从噪声开始 O>Vb7`z0<  
    resonator/run 30                         #宏运行30次 U4J9b p|  
    title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 5Av bKT  
    plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 eY)JuJ?  
    plot/udata max=0   #设置横坐标范围 \GL!x 7s1A  
    p7UdZOi2  
    ###绘制汇聚场分布 K0|8h!WF+  
    title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 1}moT#  
    plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 h&$7^P  
    plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           +:hZ,G?>  
    obs 1 .3                           U>bmCK2  
    title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 j4ARGkK5B  
    plot/watch ex11a_3.plt              k3[%pS  
    plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         y;)j  
    (v11;kdJB  
    c##应用透镜并传播到远场 `D0>L '  
    lens/sph 1 100                   j-e gsKR  
    prop 100                         xWwQm'I2}  
    title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 (]JZ1s|  
    plot/watch ex11a_4.plt             BO#XQ,  
    plot/liso 1 ns=64                 .?L&k|wX-  
    Uxla,CCp-  
    c###生成环围功率 3ErW3Ac Ou  
    encircled/calculate/energy 1       .AIlv^:|U  
    encircled/udata 1                 y4%u< /  
    title ex 11: encircled energy       AY{-Hf&  
    plot/watch ex11a_5.plt # q5jLK)  
    plot/udata 1 min=0. max=1. # 6TN!63{Cz  
    end i+x$Y)=  
    3?x4+ b  
    图1.刮刀镜镜前会聚横模 g"Eg=CU  
    v8 Q/DJ~  
    图2.单程能量损失图
    k<1BE^[V  
    图3 V'kCd4  
    huMNt6P[  
    图4.刮刀镜镜后会聚横模 L/2{}l>D  
    IO,ddVO  
    图5.准直谐振腔的远场分布 {s=n "*Qp)  
    ,QDS_u$xi&  
    图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线
    ;.Lf9XJ   
    QQ:2987619807
     
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