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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: {d,~=s0T  
    k39;7J  
         (11.1)
    IOOAaa @(  
    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。 1{X ;&y  
    +q3E>K9a  
    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%。 .EoLJHL }  
    BIjQ8 t  
    GLAD的计算与该理论相符甚好。 sv?Lk4_  
    T]Eg9Y:+v  
    t1tZ:4  
    参考文献 1 9C=' TMS  
    9i+SU|;j  
    A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). "Dwaq*L  
    +gOv5Eno-  
    tO ^KCnL  
    C 谐振腔参数 ueazAsk3g  
    ---------------------------------------- eE-@dU?  
    等效菲涅尔数      0.5 07L 1 "  
    放大倍率          2 <U() *0  
    腔长              90cm ${F] N }  
    孔径1半径       0.3cm PxHH h{y%c  
    孔径2半径      0.6cm S>pbplE  
    ----------------------------------------- 1tQl^>r16  
    IvyBK]{|  
    ## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 k9<P]%  
    ## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数 g4 |s9RMD  
    ##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏 eO:wx.PW  
    ###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 #{kwl|c   
    variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 ?R}a,k  
    variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 jQs"8[=s  
    !4f0VQI  
    ####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环 _*O^|QbM  
    macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 ,D`iV| (  
    pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 IA XoEBlMs  
    clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 hs"=>(P)  
    mirror rad=180                       # 凸面反射镜,曲率半径r=180 2Y@:Vgg  
    prop 90                              # 向后传播90cm AI&Bv  
    mirror rad=360.                        # 凹面镜 ( o_lH2  
    clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 ~)JNevLZ  
    prop 90 # 向前传播90cm VY5/C;0^h  
    variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy _8CE|<Cn  
    write/screen/on  # 写屏 F#w= z/  
    udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 TYQ7jt0=.-  
    gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # 6:(*u{  
    gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 +JMB98+l  
    energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 Wm/0Y'$r&k  
    if STOP macro/exit  # 条件退出   q >|:mXR  
    if [!TEST] then  #TEST值为0, 执行语句 2 R !1Vl  
    title resonator mode pass = @pass_number   ;U=RV&  
    plot/l xrad=.75   F`$V H^%V  
    endif <I{)p;u1  
    macro/end 8_S<zE`Ha  
    <d GGH  
    ###初始化变量  H)),~<s  
    pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # y%21`y&Os  
    field_radius = 1.6  #调整场半径 xi.L?"^/!  
    MW^,l=kqW)  
    c##建立初始单位和高斯场分布 SG{> t*E  
    array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 ",c(cYVW  
    units/field 1 field_radius  # 定义单位 h$Z_r($b  
    wavelength/set 1 10.  # 定义波长 f<V#Yc(U }  
    gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 8T:|~%Sw  
    6p X[m{  
    c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出 Jbud_.h9  
    gain/eigenvalue/set 1   q89#Ftkt  
    plot/screen/pause 3 "-'w,g  
    TEST = 1   #4ZDY,>Xi#  
    resonator/name conres  #设置谐振腔名字 4,!S?:7  
    resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 ,iXE3TN;W  
    TEST = 0   Ub%al D  
    pass_number = 0  #往返次数初始化为0 Qo !/]\  
    clear 1 0                                  #光束初始化为0 (=d%Bn$6b  
    noise 1 1                                 #从噪声开始 uM\(#jZ  
    resonator/run 30                         #宏运行30次 ]OE{qXr{  
    title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 I@l' Fx  
    plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 xHv<pza:  
    plot/udata max=0   #设置横坐标范围 2Rc'1sCth-  
    Ng?n}$g*  
    ###绘制汇聚场分布 (%huWW j  
    title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 ef\Pu\'U  
    plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 ? 8g[0/  
    plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           `c^ _5:euX  
    obs 1 .3                           c]`}DH,TJ  
    title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 Ixhe86-:T  
    plot/watch ex11a_3.plt             N:j"W,8  
    plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         36154*q  
    pJC@}z^cw  
    c##应用透镜并传播到远场 E?o1&(2p  
    lens/sph 1 100                   [-)N}rL>  
    prop 100                         Ctpr.  
    title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 .z u0GsU=  
    plot/watch ex11a_4.plt             *~F\k):>  
    plot/liso 1 ns=64                 gdupG  
    aVI/x5p~  
    c###生成环围功率 ?\dY!  
    encircled/calculate/energy 1       PpPg ~ix*  
    encircled/udata 1                 q<L>r?T[  
    title ex 11: encircled energy        pei-R  
    plot/watch ex11a_5.plt # .0l0*~[  
    plot/udata 1 min=0. max=1. # <KF|QE  
    end C0o 0 l>  
    uXiAN#1  
    图1.刮刀镜镜前会聚横模 5CZii=@  
    }Yt/e-Yg%r  
    图2.单程能量损失图
    CQf!<  
    图3 C zKU;~D=B  
    :-B,Q3d  
    图4.刮刀镜镜后会聚横模 =W(mZ#*vdY  
    HS"E3s8  
    图5.准直谐振腔的远场分布 CeD O:J=,  
    ,E{z+:Es  
    图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线
    h:iK;  
    QQ:2987619807
     
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