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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: {e[S?1t=l  
    aR.1&3fE  
         (11.1)
    ^ pMjii8IZ  
    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。 phSF. WC  
    <Fb3\T L  
    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%。 Fa^5.p  
    (+>~6SE  
    GLAD的计算与该理论相符甚好。 hb9X<N+p  
    %a+X\\v2  
    UiS9uGj  
    参考文献 mnL \c'  
    "+s#!Fh *  
    A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). boo,KhW'Y  
    !cw<C*  
    &$  F0  
    C 谐振腔参数 I.tJ4  
    ---------------------------------------- jD3,z*  
    等效菲涅尔数      0.5 ` 1DJwe2  
    放大倍率          2 "5e~19  
    腔长              90cm ?HVsIAU  
    孔径1半径       0.3cm  }5bh,'  
    孔径2半径      0.6cm /ee:GjUkB  
    ----------------------------------------- t$r^'ZN  
    0"o<( 1  
    ## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 -@i)2J_WP  
    ## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数 <Hhl=6op  
    ##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏 &'Qz  
    ###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 c&)H   
    variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 uOc>~ITPS  
    variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 ]4\^>  
    NKLGbH  
    ####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环 KgVit+4u/  
    macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 b$[_(QUw  
    pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 I*@\pc}  
    clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 Y\BB;"x1  
    mirror rad=180                       # 凸面反射镜,曲率半径r=180 VgZ<T,SuW  
    prop 90                              # 向后传播90cm YS,kjL/  
    mirror rad=360.                        # 凹面镜 #h ;j2  
    clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 Vj4 if@Z  
    prop 90 # 向前传播90cm (}O)pqZ>  
    variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy hSaS2RLF  
    write/screen/on  # 写屏 |K'{R'A  
    udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 UA{sUj+?  
    gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # M ! gX4  
    gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 nFW^^v<  
    energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 r\vB-nJ  
    if STOP macro/exit  # 条件退出   Ql%7wrK  
    if [!TEST] then  #TEST值为0, 执行语句 n=r}jRH1  
    title resonator mode pass = @pass_number   YS?P A#  
    plot/l xrad=.75   H#k"[eZ  
    endif FR0zK=\  
    macro/end Zqd&EOm  
    J[YA1  
    ###初始化变量 Y+iC/pd  
    pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # <?52Svi}}  
    field_radius = 1.6  #调整场半径 VbM5]UT/  
    V-A^9AAPm  
    c##建立初始单位和高斯场分布 yNc>s/  
    array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 tzi+A;>c(v  
    units/field 1 field_radius  # 定义单位 sxgR;gf6  
    wavelength/set 1 10.  # 定义波长 seHwn'Jn  
    gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 |/arxb&  
    _|DP  
    c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出 XZcsx  
    gain/eigenvalue/set 1   5YC56,X  
    plot/screen/pause 3 !/< 5.9!9r  
    TEST = 1   POH >!lHu  
    resonator/name conres  #设置谐振腔名字 =/6.4;8  
    resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 Z/q%%(fh 0  
    TEST = 0   `m3@mJ!>\  
    pass_number = 0  #往返次数初始化为0 z:u`W#Rf  
    clear 1 0                                  #光束初始化为0 1?(BWX)7  
    noise 1 1                                 #从噪声开始 VT3Zo%Xx  
    resonator/run 30                         #宏运行30次 #H O\I7m  
    title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 R|V<2  
    plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 }K~JM1(26  
    plot/udata max=0   #设置横坐标范围 @E O #Ms  
    ^Q!:0D*  
    ###绘制汇聚场分布 }S*6+4  
    title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 {N)\It  
    plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 )@eBe^  
    plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           PC\Xm,,  
    obs 1 .3                           lU Uq|Qr  
    title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 +D?d)lK  
    plot/watch ex11a_3.plt             {Hp?rY@  
    plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         ]~WP;o  
    6;n^/3*#  
    c##应用透镜并传播到远场 kUP[&/Lc  
    lens/sph 1 100                   ,z1# |Y  
    prop 100                         ,EZ&n[%Ko  
    title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 ivoPl~)J  
    plot/watch ex11a_4.plt             ^l$(-#'y  
    plot/liso 1 ns=64                 /lr RbZ  
    C| Mh<,~ E  
    c###生成环围功率 f@LUp^Z/v  
    encircled/calculate/energy 1       ^{6Y7T]  
    encircled/udata 1                 >=U $s@  
    title ex 11: encircled energy       r0\bi6;s/  
    plot/watch ex11a_5.plt # W**=X\"'  
    plot/udata 1 min=0. max=1. # 3BY/&'oX  
    end .Z_U]_(  
    T{uktIO/  
    图1.刮刀镜镜前会聚横模 S<Q1 &],  
    Efp=z=E  
    图2.单程能量损失图
     u`bWn  
    图3 GK&yP%Z3  
    {q}: w{x9u  
    图4.刮刀镜镜后会聚横模 'Fonn  
    FblGFm"P  
    图5.准直谐振腔的远场分布 } \823 U %  
    uFok'3!g7%  
    图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线
    UD9h5PgT  
    QQ:2987619807
     
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