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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: .{ZJywE<  
    x!vyjp  
         (11.1)
    VbMud]40F  
    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。 :475FPy]  
    sa _J6~  
    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%。 U;*t5l  
    =tY%`e  
    GLAD的计算与该理论相符甚好。 ]~VuY:abH  
    r NKeY48\  
    hoM%|,0  
    参考文献 /OB)\{-  
    Iz83T9I&  
    A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). 8DMqjt3B  
    ?.uhp  
    G<k.d"<  
    C 谐振腔参数 gm n b  
    ---------------------------------------- r}sO},i  
    等效菲涅尔数      0.5 c HR*.  
    放大倍率          2 V6_5v+n  
    腔长              90cm `HnZ{PKf  
    孔径1半径       0.3cm WNb2"W  
    孔径2半径      0.6cm n/ :#:  
    ----------------------------------------- {Rb;1 eYj  
    FGie*t  
    ## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 e==/+  
    ## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数 EkRx/  
    ##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏 Q4*{+$A  
    ###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 ki}Li*)7  
    variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 Y:#B0FD,gC  
    variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 !fd>wvJ,:  
    &cTOrG  
    ####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环 lZe-A/E  
    macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 zHg=K /  
    pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 "w0~f6o  
    clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 $)c[FR~a  
    mirror rad=180                       # 凸面反射镜,曲率半径r=180 f*88k='\W  
    prop 90                              # 向后传播90cm z_'!?K{  
    mirror rad=360.                        # 凹面镜 [{R>'~  
    clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 _TmKn!Jw  
    prop 90 # 向前传播90cm \,n X/f  
    variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy RRYcg{g  
    write/screen/on  # 写屏 zBwqIJfM  
    udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 &OE-+z  
    gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # m\CU,9;;(  
    gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 ,quUGS  
    energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 ^c9_F9N  
    if STOP macro/exit  # 条件退出   %Ie,J5g5  
    if [!TEST] then  #TEST值为0, 执行语句 R >SZE"  
    title resonator mode pass = @pass_number   s]`6u yW"  
    plot/l xrad=.75   q4Bw5 ~n  
    endif {q+gm1iC  
    macro/end 4+nZ4a>LH?  
    1:- M<=J?f  
    ###初始化变量 N?#L{Yt  
    pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # 92R,o'#  
    field_radius = 1.6  #调整场半径 l+@k:IK  
    mA%}ijR6y  
    c##建立初始单位和高斯场分布 uOKD#   
    array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 xh CQ Rw  
    units/field 1 field_radius  # 定义单位 iRcac[uV  
    wavelength/set 1 10.  # 定义波长 J}4RJ9  
    gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 f\=,_AQ  
    \L$]2"/v-  
    c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出 [+CFQf>  
    gain/eigenvalue/set 1   3D5adI<aq"  
    plot/screen/pause 3 N%q{CYF6  
    TEST = 1   :SO4@JT{W  
    resonator/name conres  #设置谐振腔名字 =B'Yx  
    resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 Q%!xw(  
    TEST = 0   s!yD%zO  
    pass_number = 0  #往返次数初始化为0  5T9[a  
    clear 1 0                                  #光束初始化为0 9-&@Y  
    noise 1 1                                 #从噪声开始 LkK[,Qj  
    resonator/run 30                         #宏运行30次 <;>k[P'  
    title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 p`Tl)[*  
    plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 nygeR|:\  
    plot/udata max=0   #设置横坐标范围 xO %yjG=  
    <nV3`L&]  
    ###绘制汇聚场分布 nehk8+eV_  
    title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 X|g5tnsj`  
    plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 TV_a(#S   
    plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           wt'"<UN  
    obs 1 .3                           t1oTZ  
    title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 -`Zk`s|!  
    plot/watch ex11a_3.plt             : 4lR`%  
    plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         A,4} $-7  
    'u%_Ab_H  
    c##应用透镜并传播到远场 W$l4@A  
    lens/sph 1 100                   'cIFbjJ  
    prop 100                         6 !fq658  
    title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 @Xh8kvc81  
    plot/watch ex11a_4.plt             Dk")/ ib  
    plot/liso 1 ns=64                 Oq3t-omXS  
    V1G5Kph  
    c###生成环围功率 6"rS?>W/mO  
    encircled/calculate/energy 1       nHfAx/9!  
    encircled/udata 1                  s-&i!d  
    title ex 11: encircled energy       \Km+>G  
    plot/watch ex11a_5.plt # /z)8k4  
    plot/udata 1 min=0. max=1. # MC B2  
    end kZ:~m1dd  
    6OQ\f,h@  
    图1.刮刀镜镜前会聚横模 @}+B%R  
    *>o@EUArN  
    图2.单程能量损失图
    Kl(u~/=6  
    图3 chE}`I?  
    K #JO#  
    图4.刮刀镜镜后会聚横模 v"J|Ebx  
    3rX8H`R  
    图5.准直谐振腔的远场分布 RzLeR%O  
    A v/y  
    图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线
    xFp9H'j{  
    QQ:2987619807
     
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