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    [分享]GLAD—激光系统和物理光学仿真软件 [复制链接]

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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2021-07-16
    软件简介 S4@117z5  
    UcKWa>:Fi  
    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。 bi4^ zaCEE  
    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。 g/n"N>L  
    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。 @E&X &F%  
    ;n:H6cp  
    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。 f"} 0j|Gg  
    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。 _zVbqRHlw  
    bOnukbJ  
    功能特性
    iG;d0>Sp  
    GLAD在激光器模拟方面有着无与伦比的优势: IArpCF/"8  
    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。 \k$]GK-  
    2.提供多种激光器组件命令,如透镜(理想的和实际的),透镜阵列,反射镜,棱镜,自适应反射镜,双折射晶体,光栅,谱色散平滑元件,任意形状的光阑,光纤以及各种结构的波导等,可以快速建立激光器模型。 ]9~#;M%1  
    3.准确模拟激光器谐振腔的特性,如输出的激光模式,输出功率与泵浦光之间的变化关系。通过改变谐振腔的参数(如腔镜的曲率半径、通过率、位置参数),可以观察这些因素对于输出模式、输出能量的影响。 !T&u2=`D  
    4.提供多种诊断函数,通过调用这些函数可以计算任意光场的参数,如Strehl比,M2因子,光束的半高全宽,环围能量(可聚焦能力的一个重要的衡量参数),输出光束的像差特性(拟合出Zernike多项式的系数),波前的RMS值,光学传递函数(OTF),光学系统的Rayleigh范围以及位置等。 )nbyV a  
    5.在非线性特性方面的模拟具有非常显著的优势,是目前唯一能够涵盖几乎所有非线性特性的物理光学模拟软件。可以模拟的非线性过程包括:各种增益过程(包括CO2增益模型、BEER定律增益模型、半导体增益模型、三能级系统模型、速率方程模型),自聚焦过程,倍频过程,和频过程,四波混频过程,Raman放大过程,大气湍流引起的热晕过程。 MO(5-R`  
    6.采用有限差分方法模拟热透镜效应。 6i?kkULBS  
    7.可以模拟偏振过程以及部分相干光现象。 0X}w[^f  
    W+-f `  
    GLAD基本版的功能 4F 6ju6w  
    ;r2b@x:<_  
    □ 整合环境设计区(IDE) s]V{}bY`  
    l#J>It\  
    □ 简单或复杂激光束追迹 OM.(g%2  
    p lz=G}Y  
    □ 相干和非相干交互作用 [3bwbfHhi  
    *SAcH_I2$>  
    □ 非线性激光增益模型 m-pIFL<^N  
    g'l7Jr3  
    □ 透镜和反射镜:球面镜、柱面镜 E!(`275s  
    ' m# Ymp  
    □ 任意形状的光阑 `zvT5=*-#  
    #f jX|b  
    □ 近场-和远场-衍射传输分析 2Xk1A S  
    .jG.90  
    □ 稳态和非稳态谐振腔模型 G@l|u  
    aV0;WH_3  
    □ 为谐振腔设计提供的特殊功能 aX%g+6t2  
    rqG6Ll`=+  
    □ Seidel, Zernike, 和相位光栅像差分析 s$=B~l  
    n B|C-.F  
    □ 平滑随机数波前像差(smoothed random wavefront aberrations) fSb@7L  
    WY ^K7U  
    □ 透镜和反射镜数组 E '6 z7m.  
    0^tJX1L  
    □ 变量数组,可达1024x1024 [+[fD  
    4QN6BZJ5  
    □ 方形数组和可分离的衍射理论 LnACce ?b  
    =K&q;;h  
    □ 多重,独立的激光束追迹传输 j(2tbWg9-  
    /(}l[jf  
    □ 自动传输技术控制 s13 d*  
    Q0oDl8~  
    □ 薄片增益模型 hc~#l#  
    ?\ i,JJO  
    □ 全局坐标系统 ;:K?7wfXn  
    )-7(Hv1  
    □ 任意的反射镜位置及方位设置 Ub-k<]yZ  
    m$e@<~To  
    □ 几何像差 Vt 5XC~jK  
    Z_TbM^N  
    □ 大Fresnel数系统模拟 U*#E aL  
    eXtF[0f  
    □ Zonal自适应光学模型(Zonal adaptive optics model) L``mF(R^  
    vskM;  
    □ 相位共轭(phase conjugation) Zi'8~iEH  
    Ymh2qGcj]8  
    □ 极化模型 r4qV}-E  
    \~m%4kzG8J  
    □ 部分相干光模型 (:hmp"S  
    e2H'uMy;&  
    □ ABCD传输 gl4 f9Ff  
    Kh_>Vm/  
    □ 光纤光学和3-D波导 ?@7|Q/  
    qQ\hUii  
    □ 二元光学(binary optics)和光栅 )eVDp,.^  
    (3HgI  
    □ 矢量衍射方法对高数值孔径(NA)物镜进行分析 iY`7\/H!L  
    "VhrsVT  
    □ M-平方因子评价 :1Yd;%>92  
    8Y kH  
    □ 相位修正的优化 q+=@kXs>+  
    I.0Usa"z  
    □ 模拟退火优化(simulated annealing optimization) w\[*_wQp  
    ^ C#bW <T  
    GLAD Pro增加的功能 BwA~*5TFu  
    &Fr68HNmj  
    □ 非线性光学: E.*OA y  
    1.Raman放大,四波混频(Four-wave mixing) $zH 0$aOx  
    2.倍频 &_TjRj"  
    3.自聚焦效应(self-focusing effects) 15yV4wHr  
    T_ #oMXZ/  
    □ 激光过程: z+`)|c4-  
    1.速率方程增益模型(rate equation gain) JN|#   
    2.激光起振和Q-switching (4gQe6tA  
    Yl3PZ*#@ Q  
    □ 优化: !c' ;L'  
    1.任意结构的最小二乘优化(least squares optimization) J;9QDrl`  
    2.使用者自定义评价函数(merit function) {}2p1-(  
    3.任何的系统参数都能进行优化 " ~hjB  
     PW\FcT  
    □ 几何光学: x" =q+sA  
    1.精密表面配合光线追迹 nqW:P$  
    2.透镜组的定义和分析 jtJ8r5j 1  
    }Bg<Fm  
    □ 大气效应: "+C\f)  
    1.Kolmogorov扰动 / 1@m#ZxA:  
    2.热致离焦(thermal blooming) >dH*FZ:c  
    \?I wR]@y  
    典型案例图示 gDBQ\vM8  
    #GJh:#tt^  
    任意形状的光阑 f@X*Tlx^|  
    qOanu  
    F#R\Ot,hv  
    ph+tk5k  
    S形光纤波导 \d`Sz *  
    a#j^gu$m  
    lt"*y.%@b  
    Q";eyYdOL  
    空间光耦合进入光纤 `cRB!w=KHV  
    s$G8`$+i1  
    S}I=i>QB  
    (NlEb'~+  
    二元光学元件 +`[Sv%v&L  
    >gl<$LQ?X  
    S,>n'r[  
    kV<)>Gs  
    剪切干涉仪 X Y?@^  
    N* -Z Jv  
    D'+8]B  
    1W7BN~p14  
    大气热晕 xz'd5 re%  
    BS.6d}G4  
    (HxF\#r?  
    ApBThW *E  
    谐振腔分析 9^olAfX`dB  
    Xqw7lj;K  
    xo+z[OIlF  
    K>6p5*&  
    模式竞争 H|O}Dsj  
    boon =;{p  
    hglt D8,  
    U0T N8O}Z  
    调Q激光器输出特性 4Fq}*QJ-  
    #+\G- =-  
    z5/O8}Gz@  
    SsZzYj.d  
    _\[G7  
    &o.SmkJI  
    'h=2_%l@Y  
    QQ:2987619807 8m0sEV>  
     
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