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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: 1<59)RiO> }>frK#S
(11.1) &<^@/osi 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。 V(!b!i@ QTn-n)AE 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%。 Dh +^;dQ6 ^<|If:| GLAD的计算与该理论相符甚好。 `8'T*KU LK:|~UV?
4qm5`o\hb 参考文献 bNaJ{Dm$R {8B\-LUR A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). Z p__ >2g CM 0|^x[dh C 谐振腔参数 Fsq S) ---------------------------------------- .cZ&~ N 等效菲涅尔数 0.5 ([9h.M6v 放大倍率 2 caj) 腔长 90cm RXWjFv~/ 孔径1半径 0.3cm ]7u8m[@ 孔径2半径 0.6cm z~VA#8> ----------------------------------------- @$nI\n?* #!`zU4&2 ## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 'g=yJ ## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数 O5=ggG
##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏 A|>C3S ###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 UxS;m4 variable/dec/int pass_number # 声明pass_number变量为整数 "BVz5? variable/dec/int STOP TEST # 声明确定收敛的开关 yZ!Eu#81 +p cj8K% ####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环 AV2q* macro/def conres/over # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 W#lvH=y pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 FQ-(#[ clap/cir/no 1 .3 # 孔径1 定义 e:,.-Kvzp` mirror rad=180 # 凸面反射镜,曲率半径r=180 l.34h prop 90 # 向后传播90cm KqS2 mirror rad=360. # 凹面镜 x!$,Hcph, clap/cir/no 1 .7 # 孔径2定义 5AjK7[<L prop 90 # 向前传播90cm eLC&f} variable/set Energy 1 energy # 将光束的能量存在变量Energy G1nW{vce write/screen/on # 写屏 y\S7oD(OR udata/set pass_number pass_number Energy-1 #储存光束能量的变化量 XsG]-Cw gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP # store convergence test in STOP # Gqia@>T4*N gain/eigenvalue/show 1 # 显示本征值 AngECkF- energy/norm 1 1 #光束能量进行归一化 *xl7;s if STOP macro/exit # 条件退出 b?bYPN+ if [!TEST] then #TEST值为0, 执行语句 @"/}Al title resonator mode pass = @pass_number {//F>5~[ plot/l xrad=.75 3=<iGX"z endif fgp7 |;Y macro/end 7O9s5 5{u6qc4FW ###初始化变量
A5`7o9 pass_number = 0 # 往返次数初始化为0 # NF1D8uI field_radius = 1.6 #调整场半径 u:S@'z> U.)G#B c##建立初始单位和高斯场分布 b #^aM array/set 1 128 #设置矩阵为128*128 z67=v9+7 units/field 1 field_radius # 定义单位 t!T}Pg(Bo wavelength/set 1 10. # 定义波长 =Hx~]1 gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3 #能量收敛准则的分数变化设置 4bxkp3~h; (O-)uC c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出 Vd/S81/ gain/eigenvalue/set 1 (En\odbvt plot/screen/pause 3 |O)deiJRy TEST = 1 j^ _I{ resonator/name conres #设置谐振腔名字 qE`=^
resonator/eigen/test 1 #寻找本征值 wqwJpWIe TEST = 0 @*uX[) pass_number = 0 #往返次数初始化为0 OhW=F2OIV clear 1 0 #光束初始化为0 n>E*g|a noise 1 1 #从噪声开始 'iVo,m[yKU resonator/run 30 #宏运行30次 `Of wl%G title ex 11: energy per step #设置图形的标题 0`P]fL+& plot/watch ex11a_1.plt #设置图形窗口的名称 r~}}o o4K plot/udata max=0 #设置横坐标范围 psZeu*/r XsOOkf\_ ###绘制汇聚场分布 TN
%"RL title ex 11: resonator pass no. @pass_number #设置图形的标题 r$#G%FMv plot/watch ex11a_2.plt #设置图形窗口的名称 l'W+^ plot/liso 1 xrad=.75 ns=64 {a3kn\6H0 obs 1 .3 //
}8HY)> title ex 11: outcoupled beam #设置图形窗口的名称 baNfS plot/watch ex11a_3.plt Ke ?uE plot/liso 1 xrad=.75 ns=64 ^c\ IZ5 Wv0'?NL. c##应用透镜并传播到远场 qp W#!Vbx lens/sph 1 100 j>o +}p?3I prop 100 *!'&: title ex 11: far-field pattern #设置图形窗口的名称,画出远场模式 vaj66nV plot/watch ex11a_4.plt N4To#Q1w plot/liso 1 ns=64 KCk?)Qv 2\w=U,;( c###生成环围功率表 u!uDu,y encircled/calculate/energy 1 t%U[\\ic encircled/udata 1 ^-IsK#r.k title ex 11: encircled energy vs1Sh?O plot/watch ex11a_5.plt # \B2d(=~4 plot/udata 1 min=0. max=1. # ~+#--BhV end ,w%oSlOu %;Z bQ9 图1.刮刀镜镜前会聚横模 4*vas]
{%_j~ 图2.单程能量损失图 'Y[A'.*}4 图3 nr>{ uTa olMO+-USP 图4.刮刀镜镜后会聚横模 y<`?@(0$ eFSC^ 图5.准直谐振腔的远场分布 ,%h!% nz! $G_Q`w=jM 图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线 _GO+fB/Q1
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