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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 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-07-16
    软件简介 h(C@IIO^;G  
    6pP:Q_U$  
    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。 =hY9lxW  
    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。 'Y2ImSWj  
    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。 '2XIeR  
    G9_7jX*  
    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。 g^I?u$&E  
    GLAD的应用领域包括:(1)包含传统光学元件,如各种透镜、反射镜、棱镜的光学系统的衍射传输分析;(2)光束质量的分析和评价;(3)二元衍射光学元件的分析;(4)各种波导的分析;(5)激光系统的分析:无源腔性能分析,含各类增益介质的有源腔分析;(6)多种非线性过程的模拟;(7)偏振效应分析。 ^m Ua5w  
    |tN:o= 6  
    功能特性
    X~g U$  
    GLAD在激光器模拟方面有着无与伦比的优势: vB<9M-sa0  
    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。 F ~SA3M:  
    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。 {'cm;V+  
    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。 <c3Te$.  
    4.提供多种诊断函数,通过调用这些函数可以计算任意光场的参数,如Strehl比,M2因子,光束的半高全宽,环围能量(可聚焦能力的一个重要的衡量参数),输出光束的像差特性(拟合出Zernike多项式的系数),波前的RMS值,光学传递函数(OTF),光学系统的Rayleigh范围以及位置等。 ij5|P4Eka  
    5.在非线性特性方面的模拟具有非常显著的优势,是目前唯一能够涵盖几乎所有非线性特性的物理光学模拟软件。可以模拟的非线性过程包括:各种增益过程(包括CO2增益模型、BEER定律增益模型、半导体增益模型、三能级系统模型、速率方程模型),自聚焦过程,倍频过程,和频过程,四波混频过程,Raman放大过程,大气湍流引起的热晕过程。 Dr K@y8  
    6.采用有限差分方法模拟热透镜效应。 8B! MgNKV  
    7.可以模拟偏振过程以及部分相干光现象。 rHiBW!  
    ^|%u%UR  
    GLAD基本版的功能 *Za'^Z2  
    7y4jk  
    □ 整合环境设计区(IDE) hh!4DHv   
    "O~7s}  
    □ 简单或复杂激光束追迹 Zz?)k])F  
    go9tvK  
    □ 相干和非相干交互作用 QpCTHpZ  
    gz#2}  
    □ 非线性激光增益模型 [nA1WFfM  
    1 R,SA:L$  
    □ 透镜和反射镜:球面镜、柱面镜 nT :n>ja  
    FQBE1h@k0u  
    □ 任意形状的光阑 [2{2w68D!  
    DGbEQiX$\  
    □ 近场-和远场-衍射传输分析 y!8m7a  
    / %1-tGh  
    □ 稳态和非稳态谐振腔模型 ZZM;%i-B  
    IY hwFw 5O  
    □ 为谐振腔设计提供的特殊功能 !&},h=  
    b$q~(Z}  
    □ Seidel, Zernike, 和相位光栅像差分析 &'k:?@J[  
    KwNOB _  
    □ 平滑随机数波前像差(smoothed random wavefront aberrations) > -,$  
    h0] bIT{  
    □ 透镜和反射镜数组 U1Y0G[i)  
    _Un*x5u2O  
    □ 变量数组,可达1024x1024 GXi)3I%  
    ~p?D[]h  
    □ 方形数组和可分离的衍射理论 j^.|^q<Y  
    %/2OP &1<  
    □ 多重,独立的激光束追迹传输 .=N?;i  
    :}-VLp4b  
    □ 自动传输技术控制 &o]fBdn  
    QtA@p  
    □ 薄片增益模型 3N ?"s1U  
    [Lcy &+  
    □ 全局坐标系统 2 ?F?C  
    ;OC{B}.vH  
    □ 任意的反射镜位置及方位设置 t>P[Yld"  
    woa|h"T  
    □ 几何像差 :w]NN\  
    [e>2HIS,  
    □ 大Fresnel数系统模拟 @1~cPt   
    1 F&}e&}c  
    □ Zonal自适应光学模型(Zonal adaptive optics model) h.\p+Qw.  
    1,Jy+1G0w  
    □ 相位共轭(phase conjugation) X4L@|"ZI  
    Gd`s01GKQ  
    □ 极化模型 &14xYpD<  
    558!?kx$  
    □ 部分相干光模型 wlQ @3RN>  
    85q!FpuH  
    □ ABCD传输 3:<[;yo  
    *x_e] /}  
    □ 光纤光学和3-D波导 #r,!-;^'p  
    fZ(k"*\MZ  
    □ 二元光学(binary optics)和光栅 8_Z"@  
    MO? }$j  
    □ 矢量衍射方法对高数值孔径(NA)物镜进行分析 .e4upT GU  
    ;Fd1:"1pP  
    □ M-平方因子评价 ]F"P3':  
    ^A=2#j~H\  
    □ 相位修正的优化 ve\@u@K^  
    ^9]g5.z:  
    □ 模拟退火优化(simulated annealing optimization) TEla?N  
    N;DE,[:<  
    GLAD Pro增加的功能 WHqw=! G  
    VR'zm\< D  
    □ 非线性光学: i*8j|  
    1.Raman放大,四波混频(Four-wave mixing) OnyAM{$g  
    2.倍频 )=cJW(nfP  
    3.自聚焦效应(self-focusing effects) {P3gMv;  
    ;X:Bh8tEV  
    □ 激光过程: Vh^ :.y   
    1.速率方程增益模型(rate equation gain) t qUBl?i  
    2.激光起振和Q-switching d6ifJ  
    E2tUL#  
    □ 优化: s`pdy$  
    1.任意结构的最小二乘优化(least squares optimization) i6S["\h>  
    2.使用者自定义评价函数(merit function)  N!Xn)J  
    3.任何的系统参数都能进行优化 2&=CC4<!d  
    q,OCA\  
    □ 几何光学: wc#k@"2AZb  
    1.精密表面配合光线追迹 a|DCpU}  
    2.透镜组的定义和分析 IR?nH`V  
    og_ylCh:  
    □ 大气效应: {].]`#4Jx  
    1.Kolmogorov扰动 ti3S'K0t  
    2.热致离焦(thermal blooming) 7q{yLcC"  
    ;&!Q N#_  
    典型案例图示 4pZKm-dM^  
    +jS<n13T  
    任意形状的光阑 UR(i_T&w  
    :2+z_+k}<  
    p<&>1}j=  
    JxKd  
    S形光纤波导  ~fs} J  
    PP/#Z~.M  
    >jnx2$  
    flz7{W  
    空间光耦合进入光纤 OB++5Wd  
    }2^qM^,0  
    ZXf& pqmG  
    C' WX$!$d  
    二元光学元件 zn0%%x+!g  
    ?0-3J )kW  
    79D;0  
    :GFK |  
    剪切干涉仪 vP_mS 4X  
    ~mZ[@ Z  
    Ir(U7D  
    \^!<Y\\  
    大气热晕 /g8nT1k  
    crx%;R   
    r=xec@R]*  
    fJ=(oF=  
    谐振腔分析 XsSDz}dg  
    `Gx 5=Bm;  
    s7\Ee-x)s  
    jw/@]f;N  
    模式竞争 9H53H"5q  
    JUJrtK S  
    dp2FC   
    d7uS[tKqg  
    调Q激光器输出特性 [#AI!-  
    dz/3=0  
    P,7R/-u5D  
    H`yUSB IP  
    QtcYFf g  
    i?V:+0#q\]  
     B`vC>  
    QQ:2987619807 9`CJhu  
     
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