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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: ayZWt| iHA vVFT0_
(11.1) Z5Tu*u= 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。 I~&*8)xM Fvr$K*u 激光在腔中来回一次后,分布的单位是初始时的两倍。要开始另一次来回传输,单位需要缩放到原来的单位,根据Siegman和Miller理论,每个来回损耗大约为44%。 ,aU8.
J_U bE%*ZB GLAD的计算与该理论相符甚好。 Z^t{m!v av>Ff6w)Y
'R
nvQ"" 参考文献 jJK@i\bU_ C[[:/X(c A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). z]R% A:6K mc|8t0+1` 0[92&:c, C 谐振腔参数 2SXy)m
! ---------------------------------------- bmw"-W^U[ 等效菲涅尔数 0.5 q\d/-K 放大倍率 2 4v#A#5+O E 腔长 90cm PcEE@W9 孔径1半径 0.3cm Og :aflS 孔径2半径 0.6cm . sv
uXB ----------------------------------------- (BZd%! o>y@1%aU ## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 "rcV?5?v~ ## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数 zC WN,K` ##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏 qFwAzW;" ###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 #RWmP$+#= variable/dec/int pass_number # 声明pass_number变量为整数 <xwaFZ variable/dec/int STOP TEST # 声明确定收敛的开关 _{mG\*q $sb `BS ####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环 @WuG8G macro/def conres/over # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 4=ZN4=(_[ pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 ,Ad{k clap/cir/no 1 .3 # 孔径1 定义 Z#flu Q%V mirror rad=180 # 凸面反射镜,曲率半径r=180 8RJa;JsH prop 90 # 向后传播90cm _MzdbUb5, mirror rad=360. # 凹面镜 wQrD(Dv(yA clap/cir/no 1 .7 # 孔径2定义 f=Kt[|%'e prop 90 # 向前传播90cm 43/!pW variable/set Energy 1 energy # 将光束的能量存在变量Energy DX<xkS[P write/screen/on # 写屏 vve[.Lud' udata/set pass_number pass_number Energy-1 #储存光束能量的变化量 1zIrU6H2;_ gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP # store convergence test in STOP # ke5_lr( gain/eigenvalue/show 1 # 显示本征值 l/6(V: energy/norm 1 1 #光束能量进行归一化 Z]k+dJ[- if STOP macro/exit # 条件退出 86ml.VOR if [!TEST] then #TEST值为0, 执行语句 Vv.q{fRvYB title resonator mode pass = @pass_number j)lgF: plot/l xrad=.75 E)%r}4u> endif skBzwVW I macro/end c\N-B,m& OIrr'uNH ###初始化变量 2D"\Ox pass_number = 0 # 往返次数初始化为0 # cQ`+ A|q field_radius = 1.6 #调整场半径 ^Z G 3{> !K/zFYl c##建立初始单位和高斯场分布 <'92\O array/set 1 128 #设置矩阵为128*128 @EGUQ|WL^ units/field 1 field_radius # 定义单位 k4BiH5\hA wavelength/set 1 10. # 定义波长 \++#adN:K gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3 #能量收敛准则的分数变化设置 T`r\yl} #brV{dHV, c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出 zXT[}J VV gain/eigenvalue/set 1 .6y(ox|LL plot/screen/pause 3 nISfRXU; TEST = 1 d;LBV<Z? resonator/name conres #设置谐振腔名字 & <Jvaf_= resonator/eigen/test 1 #寻找本征值 OojQG
TEST = 0 o3xfif pass_number = 0 #往返次数初始化为0
QTuj v<| clear 1 0 #光束初始化为0 ^*+-0b;[G noise 1 1 #从噪声开始 6ZwFU5)QE/ resonator/run 30 #宏运行30次 ~0ZLaiJ title ex 11: energy per step #设置图形的标题 ${w\^6& plot/watch ex11a_1.plt #设置图形窗口的名称 e(;nhU3a*, plot/udata max=0 #设置横坐标范围 7|$
H}$ q
NE(@at ###绘制汇聚场分布 bx%P-r31 title ex 11: resonator pass no. @pass_number #设置图形的标题 7Jvb6V<R plot/watch ex11a_2.plt #设置图形窗口的名称 qC$h~Epp4 plot/liso 1 xrad=.75 ns=64 "T'?Ah6 obs 1 .3 1F58 2 l title ex 11: outcoupled beam #设置图形窗口的名称 eXsFPM plot/watch ex11a_3.plt K)8N8Js( plot/liso 1 xrad=.75 ns=64 F` gQ[ oB] c##应用透镜并传播到远场 _9Y7.5 lens/sph 1 100 o 2sOf prop 100 ^q
?xi5w title ex 11: far-field pattern #设置图形窗口的名称,画出远场模式 *Zi:^<hv plot/watch ex11a_4.plt _b1w<T
` plot/liso 1 ns=64 4?F7% ^vr F3V_rE< c###生成环围功率表 .j_YVYu1& encircled/calculate/energy 1 U,)@+?U+h encircled/udata 1 iPoDesp title ex 11: encircled energy jM DG plot/watch ex11a_5.plt # ;\N${YIn plot/udata 1 min=0. max=1. # X1{U''$
K end >"q~9b
A )./'`Mx? 图1.刮刀镜镜前会聚横模 nkvkHh X6lR?6u%| 图2.单程能量损失图 FtL{f=
图3 %T:7I[f ^@0-E@ {c
图4.刮刀镜镜后会聚横模 0/Wo":R: /\&Wk;u3 图5.准直谐振腔的远场分布 1Ev#[FOc T2V#
fYCc 图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线 PgY q=|]`
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