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软件简介 I5A^/=bf& h=tu+pn 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。 z]YhQIU4n8 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。 L,Nr,QC- 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。 .g#=~{A 5:d2q<x:{ 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。 8?YW i 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。 9c^EoYpy- 5% `Ul 功能特性 J9FNjM[qe GLAD在激光器模拟方面有着无与伦比的优势: ZX;k*OrW 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。 55DzBV 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。 xdM#>z`; 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。 _e_%U<\4 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。 O)|4>J*B 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。 rsv!mY,Em 6.采用有限差分方法模拟热透镜效应。 \i+h P1mz 7.可以模拟偏振过程以及部分相干光现象。 EM*OrUe {?y7' GLAD基本版的功能: DG\YZV4 #}(Df& □ 整合环境设计区(IDE) +I n"OR% 2S6EDXc □ 简单或复杂激光束追迹 ug,|'<G+ RG3G},Q □ 相干和非相干交互作用 t"p#iia /&d`c=nH □ 非线性激光增益模型 yTt (fn:; h3EDN:FQ □ 透镜和反射镜:球面镜、柱面镜 _0["J:s9 j~H`*R=ld# □ 任意形状的光阑 <M?#3&5A ~ p.W*skD □ 近场-和远场-衍射传输分析 "T%'Rp`j| -!>ZATL<B □ 稳态和非稳态谐振腔模型 4_I{Q^f TY\"@(Q|G □ 为谐振腔设计提供的特殊功能 i{ @'\}{L "EYjY-> □ Seidel, Zernike, 和相位光栅像差分析 (y=o]Vy &]F|U3 □ 平滑随机数波前像差(smoothed random wavefront aberrations) zlztF$Bo h;p%EZ □ 透镜和反射镜数组 w
a<C*o \y`3Lh Y □ 变量数组,可达1024x1024 Z_ gVYa "ue$DyN □ 方形数组和可分离的衍射理论 nvK7*- Pd "mb~ □ 多重,独立的激光束追迹传输 {dx /p-Tv v6-~fcX0G □ 自动传输技术控制 ;u};&sm 6a?$=y □ 薄片增益模型 Z) i1?# u?3NBc$~A □ 全局坐标系统 T5jG IIa ]|t.wr3AU □ 任意的反射镜位置及方位设置 -0o6*?[Z zO5u{ □ 几何像差 fk7Cf"[w LL[#b2CKa □ 大Fresnel数系统模拟 .hlQ?\ n~ >h4=h □ Zonal自适应光学模型(Zonal adaptive optics model) Y-3[KH D U?F^D4CV\ □ 相位共轭(phase conjugation) \_Kt6= BZ;}ROmqk □ 极化模型 EcU'* /1W7<']>xV □ 部分相干光模型 NC.P2^% mOgOHb2 □ ABCD传输 A]iv)C;] r d6F"W □ 光纤光学和3-D波导 g{W6a2 $JhZ'Z □ 二元光学(binary optics)和光栅 TjUZv 1(L B>|U-[A □ 矢量衍射方法对高数值孔径(NA)物镜进行分析 !P~ PF:W~| 45)ogg2 □ M-平方因子评价 [%84L@:h ~0F9x9V □ 相位修正的优化 ~njbLUB |J<pLz □ 模拟退火优化(simulated annealing optimization) Oh/b?|imG 14rVb2^ GLAD Pro增加的功能: -Y8ks7 >C:"$x2"#( □ 非线性光学: N*
] i G~ 1.Raman放大,四波混频(Four-wave mixing) \)otu\3/ 2.倍频 c{,y{2c]LT 3.自聚焦效应(self-focusing effects) V5u}C-o Db#W/8
a8k □ 激光过程: @L[PW@:SZ 1.速率方程增益模型(rate equation gain) hY.e [+ 2.激光起振和Q-switching {UdcX~\~ X;OsH □ 优化: #a(%(k S 1.任意结构的最小二乘优化(least squares optimization) GJC!0{8; 2.使用者自定义评价函数(merit function) T2:oWjC3$ 3.任何的系统参数都能进行优化 L}}=yh6r :F^$"~(, □ 几何光学: _K0izKTA. 1.精密表面配合光线追迹 Mhb '^\px 2.透镜组的定义和分析 @],6SKbG6 ~?AC: □ 大气效应: ! fi &@k 1.Kolmogorov扰动 -E8ntY- 2.热致离焦(thermal blooming) #~H%[s a /nC{)s?S' 典型案例图示 ?W[J[cb YN,y0t/cQ 任意形状的光阑 5q5 )uv" JrCf,?L^ L$Hx?^3 UAsF0&] S形光纤波导 ~\IF9! UF&0&`@ ku/\16E/k MxO
W)$f 空间光耦合进入光纤 je&dioZ> h8f!<:rTS zmrQf/y{R
^>N8*=y 二元光学元件 @sc8}"J]# 8hTR*e!+ 2d-TU_JqX e[x?6He,$ 剪切干涉仪 >_;kT y, >I$B= Pm$F2YrO3 BFBR/d[& 大气热晕 A",eS6 Sm$p\ORa T ;i?w o3Mf:;2c C 谐振腔分析 ;[(=kOI oM6j>&$b oN *SRaAp 9{_8cpm4 模式竞争 l6iw=b[? JB&G~7Q85 S5uJX#*; {eEBrJJeB 调Q激光器输出特性 \Dn&"YG7 CQ@LmTW[ 2>F\& }5Yj *:a'GC%/ PeO] lq JZ `>|<W QQ:2987619807 `_|aeoK_
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