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软件简介 *r_.o;6 y3xP~]n GLAD是由美国Applied Optics Research公司开发的一款专业的物理光学软件,特别适用于激光领域各种光学现象的仿真和评估!软件的开发者George Lawrence教授长期在光学领域排名NO.1的美国亚利桑那大学任教,在物理光学特别是激光领域拥有三十多年的研究经验。 jXdn4m/O GLAD使用复振幅来描述光束,采用快速傅里叶变换结合分步傅里叶算法进行传输分析,几乎能对所有类型的激光系统进行分析,或对物理光学系统做完整的端-对-端的分析处理,还囊括各种激光增益模型、数种非线性过程和许多其它的激光及物理光学效应。 fY `A GLAD的使用方法为调用内部各类“积木”进行建模、传输和分析。积木的类型包括:用于进行系统和光束初始化的命令;用于表征各类像差和相位屏的命令;用于表征各类传统光学元件的命令;用于表征各类非线性过程的命令;用于表征激光增益介质的命令;用于光束参数诊断的命令;用于计算结果输入、输出的命令等。只要将不同类型的积木有机“组装”起来就可以轻松实现任意光学系统的模拟。 Zaj<*?\ DnTM#i: GLAD允许用户自定义变量、子程序、循环、方程式、以及其它高级语言结构。 T&h|sa( GLAD的应用领域包括:(1)包含传统光学元件,如各种透镜、反射镜、棱镜的光学系统的衍射传输分析;(2)光束质量的分析和评价;(3)二元衍射光学元件的分析;(4)各种波导的分析;(5)激光系统的分析:无源腔性能分析,含各类增益介质的有源腔分析;(6)多种非线性过程的模拟;(7)偏振效应分析。 m1cyCD ~ 7k
b4[ 功能特性 j@:LMR> GLAD在激光器模拟方面有着无与伦比的优势: u|Ai<2b$ 1.理论基础是衍射光学,通过分步傅立叶方法实现衍射传输和非线性现象(含增益)的模拟。并将物理光学和几何光学有机结合起来,实现对复杂系统的快速模拟。 ^hgpeu 2.提供多种激光器组件命令,如透镜(理想的和实际的),透镜阵列,反射镜,棱镜,自适应反射镜,双折射晶体,光栅,谱色散平滑元件,任意形状的光阑,光纤以及各种结构的波导等,可以快速建立激光器模型。 {<i!Pm 3.准确模拟激光器谐振腔的特性,如输出的激光模式,输出功率与泵浦光之间的变化关系。通过改变谐振腔的参数(如腔镜的曲率半径、通过率、位置参数),可以观察这些因素对于输出模式、输出能量的影响。 +I')>6 4.提供多种诊断函数,通过调用这些函数可以计算任意光场的参数,如Strehl比,M2因子,光束的半高全宽,环围能量(可聚焦能力的一个重要的衡量参数),输出光束的像差特性(拟合出Zernike多项式的系数),波前的RMS值,光学传递函数(OTF),光学系统的Rayleigh范围以及位置等。 4bKZ@r% 5.在非线性特性方面的模拟具有非常显著的优势,是目前唯一能够涵盖几乎所有非线性特性的物理光学模拟软件。可以模拟的非线性过程包括:各种增益过程(包括CO2增益模型、BEER定律增益模型、半导体增益模型、三能级系统模型、速率方程模型),自聚焦过程,倍频过程,和频过程,四波混频过程,Raman放大过程,大气湍流引起的热晕过程。 O=mJ8W@ 6.采用有限差分方法模拟热透镜效应。 Zw3|HV(so 7.可以模拟偏振过程以及部分相干光现象。 :4A^~+J Xak~He GLAD基本版的功能: oDRNM^gz `j2z=5 □ 整合环境设计区(IDE) .h6h&[TEU X$xqu\t7 □ 简单或复杂激光束追迹 \gzNMI* $;">/"7m □ 相干和非相干交互作用 Y8N&[L[z& |GsLcUv6 □ 非线性激光增益模型 =]"PSY7p #(A>yW702 □ 透镜和反射镜:球面镜、柱面镜 4f1*?HX& 8Ej2JMc □ 任意形状的光阑 -V+fQGZe [~;9Mi.XL □ 近场-和远场-衍射传输分析 >sP;B5S Z2ZS5a □ 稳态和非稳态谐振腔模型 d2(n3Xf 4v{gc/g □ 为谐振腔设计提供的特殊功能 "kL5HD]TC Lh0<A% □ Seidel, Zernike, 和相位光栅像差分析 N@) D,~ 7_|zMk.J* □ 平滑随机数波前像差(smoothed random wavefront aberrations) cBAA32wf 4iw+3 Q| □ 透镜和反射镜数组 ?$gEX@5h KUp
lN1Sy □ 变量数组,可达1024x1024 "B\qp "N 18`?t_8g □ 方形数组和可分离的衍射理论 ;+5eE`]a/L @hCGV'4 □ 多重,独立的激光束追迹传输 >y az yNqrL?i □ 自动传输技术控制 1M+mH#? avT>0b: □ 薄片增益模型 U"ZDt h qxe □ 全局坐标系统 S |B7HS5 m*(8I=]q □ 任意的反射镜位置及方位设置 +`9T?:fu HWc=.Qq □ 几何像差 wWH5T}\ T+gqu
&9R □ 大Fresnel数系统模拟 8J@REP4 jfI|( P □ Zonal自适应光学模型(Zonal adaptive optics model) Bt.WRRpAB .<tb*6rX> □ 相位共轭(phase conjugation) (l$bA_F\ 2AdV=n6Z □ 极化模型
T%:}/@ 1_F2{n:yp □ 部分相干光模型 yDHH05Yl Er%nSH^" □ ABCD传输 O6m}#?Ai/@ z S^:Ng5 □ 光纤光学和3-D波导 k6$.pCH6 X${k □ 二元光学(binary optics)和光栅 6 s*#y[$ p!HpqW □ 矢量衍射方法对高数值孔径(NA)物镜进行分析 j{nL33T% `~gyq>Ik2 □ M-平方因子评价 JH2d+8O:qK QV" | □ 相位修正的优化 pvcD
61, Bl(we/r □ 模拟退火优化(simulated annealing optimization) 38rC;
6 %kyvtt GLAD Pro增加的功能: 9CxU:;3 B1\}'g8%f □ 非线性光学: %\CsP! 1.Raman放大,四波混频(Four-wave mixing) `rQA9;Tn2 2.倍频 n)[{nkS6[ 3.自聚焦效应(self-focusing effects) Sl{]Z, j]YS(Y@AY
□ 激光过程: O$KLQ '0"n 1.速率方程增益模型(rate equation gain) 6=iz@C7r 2.激光起振和Q-switching *Z<`TB)<X "*<9)vQ6| □ 优化: |tyVC=${ 1.任意结构的最小二乘优化(least squares optimization) LG@5Z- 2.使用者自定义评价函数(merit function) XB^o>/|@S 3.任何的系统参数都能进行优化 )%gigQZ+ >DPC}@Wl □ 几何光学: m{;2! 1.精密表面配合光线追迹 &h')snp:# 2.透镜组的定义和分析 +Y6=;*j$
8L^5bJ □ 大气效应: MoavA
3` 1.Kolmogorov扰动 '4ftclzL 2.热致离焦(thermal blooming) F0qGkMs|f QT&2&#Z 典型案例图示 + C aPF 7"FsW3an 任意形状的光阑 X`ee}C.D_ EH=[!iW ; 5PqL#Eu`! B!4chxzUZ S形光纤波导 ,eW K~ pa Ho2#'lSKM r".*l?= .]JGCTB3 空间光耦合进入光纤 uD}Q}]Z 9rf6,hF jZx.MBVy] XShi[7 二元光学元件 ~+
Mp+gE {Cd Q)| Y w7txp`i +`}QIp0 剪切干涉仪 V:s$V.{! AY<(`J{ MAb*4e# >g+yw1nC 大气热晕 VKqIFM1b d| ;S4m` /H3z~PBa <Nwqt[. 谐振腔分析 0n<>X&X mE\sD<b y(^t &tgjS ?71?Vd 模式竞争 l1HMH?0| lY
-2e> h}0}g]IUx 5nF46c 调Q激光器输出特性 4}.PQ{ /<C}v~r wIQ~a =>3wI'I ( f]@lNmx E.LD1Pm0 WVZ](D8Gc] QQ:2987619807 ~?#>QN\\c
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