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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: SZ2q}[o`R  
    '^ e/F)0  
         (11.1)
    QR5,_wJ&  
    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。 ]tQDk4&i  
    R'9@A\7#  
    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%。 3 2 1={\X  
    I4<{R  
    GLAD的计算与该理论相符甚好。 {|5$1v   
    '!fFI1s  
    ;V"yMWjc  
    参考文献 *mQDS.'AB@  
    )qyx|D  
    A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). ]\a\6&R  
    {rb-DB-/5M  
    G{f`K^  
    C 谐振腔参数 :%uyy5AZ  
    ---------------------------------------- V"7<[u]K|  
    等效菲涅尔数      0.5 ,dZ H$  
    放大倍率          2 }r~v,KDb  
    腔长              90cm /G)KkBC  
    孔径1半径       0.3cm _ 7BF+*T  
    孔径2半径      0.6cm 6t_ 3%{  
    ----------------------------------------- !k:zLjtp  
    I[g?Ju >  
    ## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 miG; ]-"^  
    ## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数 17 i<4f#  
    ##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏 v#:+n+y\z  
    ###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 0r0\b*r  
    variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 Lz9$,Y[  
    variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 )l!J$X+R  
    } T/}0W]0  
    ####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环 IYfV~+P  
    macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 Ko$ $dkSE  
    pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 [GR|$/(z=  
    clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 N;C"X4 rV  
    mirror rad=180                       # 凸面反射镜,曲率半径r=180 _@#uIOcE  
    prop 90                              # 向后传播90cm Ms:KM{T0  
    mirror rad=360.                        # 凹面镜 3yHb!}F  
    clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 QH7V_#6bKP  
    prop 90 # 向前传播90cm L876$  
    variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy DMAf^.,S  
    write/screen/on  # 写屏 Ei{(  
    udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 <OR.q  
    gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # <}28=d  
    gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 j}rgO z.  
    energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 0a2$P+p  
    if STOP macro/exit  # 条件退出   _[}G(<  
    if [!TEST] then  #TEST值为0, 执行语句 ~^lH ^J   
    title resonator mode pass = @pass_number   1P[I}GW#  
    plot/l xrad=.75   a1 4 6kq  
    endif +,&m7L  
    macro/end }g>dn  
    Q^a&qYK  
    ###初始化变量 5T$}Oy1  
    pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # |~@x4J5,  
    field_radius = 1.6  #调整场半径 C<[d  
    )myf)"l5  
    c##建立初始单位和高斯场分布 U8-Q'1IT&  
    array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 d98))G~W  
    units/field 1 field_radius  # 定义单位 yxaT7Oqh%  
    wavelength/set 1 10.  # 定义波长 n9]IBIthe  
    gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 h^o+E2<]  
    1.Haf  
    c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出 F5FNhuC  
    gain/eigenvalue/set 1   /^++As0pY  
    plot/screen/pause 3 W<\kf4Y  
    TEST = 1   Z"6 2#VM  
    resonator/name conres  #设置谐振腔名字 m0=cMVCA!  
    resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 @T<ad7g-2J  
    TEST = 0   Tg"' pO  
    pass_number = 0  #往返次数初始化为0 OD  
    clear 1 0                                  #光束初始化为0 FjD,8^SQW  
    noise 1 1                                 #从噪声开始 ;\<""Yj@l  
    resonator/run 30                         #宏运行30次 p&i. )/  
    title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 nGq]$h  
    plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 ! 9d _Gf-  
    plot/udata max=0   #设置横坐标范围 ~gu=x&{  
    y=[gQJ6~r  
    ###绘制汇聚场分布 J+{Ou rWt  
    title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 ]YCPyc:  
    plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 $T"h";M)s  
    plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           _^_5K(Uq  
    obs 1 .3                           h7bPAW=(  
    title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 <_"B}c/2$  
    plot/watch ex11a_3.plt             c*N50%=4  
    plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         j(0Ilx|7v  
    "/Y<G  
    c##应用透镜并传播到远场 mbF(tSy  
    lens/sph 1 100                   *,"jF!C&[  
    prop 100                         |:./hdcad  
    title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 J"diFz+20  
    plot/watch ex11a_4.plt             }P#Vsqe V  
    plot/liso 1 ns=64                 bRWIDPh  
    ?F ce!J  
    c###生成环围功率 X6Un;UL  
    encircled/calculate/energy 1       uc'p]WhQ  
    encircled/udata 1                 ID)^vwn  
    title ex 11: encircled energy       `-4'/~G  
    plot/watch ex11a_5.plt # /r276Q  
    plot/udata 1 min=0. max=1. # ITVQLQ  
    end Tak t_N  
    },rav]  
    图1.刮刀镜镜前会聚横模 9*4 .  
    ovo/!YJ2  
    图2.单程能量损失图
    ar Q)%W  
    图3 <O.Kqk* nq  
    +fM&su=wl  
    图4.刮刀镜镜后会聚横模 J5;5-:N  
    :-)GNf yGz  
    图5.准直谐振腔的远场分布 ,"B?_d6  
    fO6[!M(  
    图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线
    @|BD|{k  
    QQ:2987619807
     
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