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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 Z2bcCIq4  
    S|GWcSg  
    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。 +tN &a  
    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。 vG2b:[W  
    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。 ?Jtg3AY  
    jec: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。 br,+45:  
    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。 "MiD8wX-  
    XL}<1- }  
    功能特性
    fH8!YQG8$  
    GLAD在激光器模拟方面有着无与伦比的优势: Gr(|Ra .  
    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。 6b Z[Kt  
    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。 ^Dx#7bsDZR  
    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。 kYxS~Kd<  
    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。 Cj;/Uhs  
    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。 y02 u?wJ  
    6.采用有限差分方法模拟热透镜效应。 ]9S`[c$  
    7.可以模拟偏振过程以及部分相干光现象。  9|S`ub'  
    qSO*$1i  
    GLAD基本版的功能 X^@[G8v%  
    ]5v:5:H  
    □ 整合环境设计区(IDE) 8Xm@r#Oy5  
    ev>oC~>s  
    □ 简单或复杂激光束追迹 3#<* k>1G?  
    M} .b" ljZ  
    □ 相干和非相干交互作用 rvwy~hO"  
    s!6=|SS7  
    □ 非线性激光增益模型 uiBTnG"  
    mPVE?jnR^0  
    □ 透镜和反射镜:球面镜、柱面镜 D(r:}pyU  
    "6I[4U"@  
    □ 任意形状的光阑 s=EiH  
    hE!7RM+Y  
    □ 近场-和远场-衍射传输分析 GF--riyfB  
    iG[? ]]  
    □ 稳态和非稳态谐振腔模型 <uF [,  
    >v0:qN7|  
    □ 为谐振腔设计提供的特殊功能 (buw^ ,NwZ  
    ;WI]vn  
    □ Seidel, Zernike, 和相位光栅像差分析 mPmB6q%)]  
    )45_]tk >  
    □ 平滑随机数波前像差(smoothed random wavefront aberrations) Qm);6X   
    <FmBa4ONU  
    □ 透镜和反射镜数组 DA LQ<iF  
    Dc FCKji  
    □ 变量数组,可达1024x1024 u;n(+8sz  
    M@^U 0 ?  
    □ 方形数组和可分离的衍射理论 LC'2q*:'  
    / = ^L iP  
    □ 多重,独立的激光束追迹传输 $ly0h W  
    cztS]dcf>~  
    □ 自动传输技术控制 u3wL<$2[8  
    6D9o08  
    □ 薄片增益模型 ~Ob8i1S>  
    z Z%/W)t  
    □ 全局坐标系统 G6Q4-kcK  
    aW@oE ~`  
    □ 任意的反射镜位置及方位设置 AA7#c7  
    5V|tXsy:  
    □ 几何像差 HP$K.a7H  
    Jf+7"![|  
    □ 大Fresnel数系统模拟 [~?M/QI9  
    %}F"*.  
    □ Zonal自适应光学模型(Zonal adaptive optics model) om7`w ]  
    ma7fDo0,`h  
    □ 相位共轭(phase conjugation) .S|-4}G(6  
    ;Prg'R[o;  
    □ 极化模型 5<r)+?!n  
    p#M!S2&z  
    □ 部分相干光模型 B&nw#saz.  
    qP`?M\!O  
    □ ABCD传输 ;qT5faKB3J  
    4sd-zl$Of  
    □ 光纤光学和3-D波导 i;HH ! TaN  
    4(iS-8{J  
    □ 二元光学(binary optics)和光栅 u<q)SQ1  
    g*r/u;  
    □ 矢量衍射方法对高数值孔径(NA)物镜进行分析 F`D 9Zfd  
    bBFwx@  
    □ M-平方因子评价 `1_FQnm)  
    WH;xq^  
    □ 相位修正的优化 GG>Y/;^  
    Wy,"cT  
    □ 模拟退火优化(simulated annealing optimization) a^*B5G1(&  
    7 NUenCdc  
    GLAD Pro增加的功能 2HVCXegq  
    L)G">T;  
    □ 非线性光学: wL'C1Vr  
    1.Raman放大,四波混频(Four-wave mixing) *lY+Yy(  
    2.倍频 k7b(QADqUU  
    3.自聚焦效应(self-focusing effects) d'q;+ jnP  
    "DzG Bu\  
    □ 激光过程: [Z% l.  
    1.速率方程增益模型(rate equation gain) :28@J?jjO  
    2.激光起振和Q-switching UR\ZN@O  
    Qq>ElQ@  
    □ 优化: Obg@YIwn  
    1.任意结构的最小二乘优化(least squares optimization) Xi*SDy  
    2.使用者自定义评价函数(merit function) SZI7M"gf/+  
    3.任何的系统参数都能进行优化 ?P YNE  
    0. (zTJ  
    □ 几何光学: %y3:SUOdx  
    1.精密表面配合光线追迹 e)b r`CD%  
    2.透镜组的定义和分析 x:vrK#8D>  
    gBfX}EK7F  
    □ 大气效应: 4KZSL: A  
    1.Kolmogorov扰动 SUSc  
    2.热致离焦(thermal blooming) tc5M$b3^2  
    7ia "u+Y  
    典型案例图示 4g S[D  
    e=-YP8l  
    任意形状的光阑 t0+t9w/fTP  
    - =yTAx  
    Bac?'ypm  
    *(>Jd|C  
    S形光纤波导 *j/ uihY  
    YlG; A\]k  
    "C?:T'dW  
    $To 4dJb  
    空间光耦合进入光纤 xqU^I5Z  
    ?i/73H+;D3  
    @_G` Ok4  
    S|s3}]g9  
    二元光学元件 2f s9JP{^0  
    u_h=nk  
    s_x=^S3~LO  
    =lYvj  
    剪切干涉仪 Qu!OV]Cc  
    N=hSqw[  
    UeFtzty,a  
    [B.W1 GL!  
    大气热晕 $z~jnc  
    cq- e c7  
    F%w\D9+P  
    Rc;1Sm9\  
    谐振腔分析 %?U"[F1  
    <m-Ni  
    "4J?JR  
    1x^W'n,HtK  
    模式竞争 H0 {Mlu9  
    V6A5(-%`y  
    Fmy1nZ   
    ?*B;514  
    调Q激光器输出特性 $%lHj+(  
    *g}vT8w'}  
    Ir'DA_..  
    @G^j8Nl+J}  
    37.) @  
    WBIQ%XB'  
    5%vP~vy_}  
    QQ:2987619807 /DgT1^&0  
     
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