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软件简介 gSP]& _9j !>{`o/dZ 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。 )8:Ltn% 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。 .>0j<|~
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。 R(sPU>`MX ;{79d8/= 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。 #%xzy@` 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。 I]|X6 "RH pj3 si 功能特性 Pvq74?an` GLAD在激光器模拟方面有着无与伦比的优势: 9"3 7va 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。 <0r2m4z 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。 90oG+T4 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。 xn'&TQo0 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。 b Z0mK$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。 j>(O1z7 6.采用有限差分方法模拟热透镜效应。 P5Y:c@u2 7.可以模拟偏振过程以及部分相干光现象。 0HA` |^^'GZ%a GLAD基本版的功能: `<1o}r 7i XjL)WgQ{i □ 整合环境设计区(IDE) K]{Y >w J|-X?V;ZW □ 简单或复杂激光束追迹 *"\QR>n (,wIbwa □ 相干和非相干交互作用 diF-`~ FA}dKE=c
Q □ 非线性激光增益模型 wJs#rkW ,iKL
68 □ 透镜和反射镜:球面镜、柱面镜 K!c "g,S eM";P/XaX □ 任意形状的光阑 WdEVT,jjh p.1@4kgK&r □ 近场-和远场-衍射传输分析 Ib(q9!L zO BLF|L= □ 稳态和非稳态谐振腔模型 KTr7z^ i^9 ,. $<1 □ 为谐振腔设计提供的特殊功能 P;7JK=~k A}Q6DHh26 □ Seidel, Zernike, 和相位光栅像差分析 m5c?A+@fZ J!40`8i □ 平滑随机数波前像差(smoothed random wavefront aberrations) YIjY? >/@wht4- j □ 透镜和反射镜数组 '
U]\]Wp ZG29q> □ 变量数组,可达1024x1024 3K2B7loD)~ ws1io. □ 方形数组和可分离的衍射理论 Y.XNA]| N8hiv'3 □ 多重,独立的激光束追迹传输 d??;r: cEI
"
□ 自动传输技术控制 BG>fLp kj_MzgC'? □ 薄片增益模型 LH7m >/LJr w; [ndZCY7 □ 全局坐标系统 ZqtL4M~9 z TYHwx □ 任意的反射镜位置及方位设置 &PQhJ#YG @|AHTf! □ 几何像差 N|JML MI^@p`s □ 大Fresnel数系统模拟 -;NGS
)RM /V-uo(n< . □ Zonal自适应光学模型(Zonal adaptive optics model) =geopktpf c`S`.WID □ 相位共轭(phase conjugation) tu5g> qb b#~K> □ 极化模型 ``X1xiB 3K;V3pJ]. □ 部分相干光模型 Y~E
8z b|SDg%e □ ABCD传输 8
5 L< i}u,_
} □ 光纤光学和3-D波导 ~Up5 +7k@ %y96]e1 □ 二元光学(binary optics)和光栅 /thFs4 Z hqGUb □ 矢量衍射方法对高数值孔径(NA)物镜进行分析 EM2=g9y %mqep5n( □ M-平方因子评价 zR@4Z>6
{ef9ov Xk □ 相位修正的优化 _HMQx_e0YM [TX1\*W □ 模拟退火优化(simulated annealing optimization) u[:-^H ;$nCQ/ / GLAD Pro增加的功能: O)N$nBnp _ *l+ze[a □ 非线性光学: 7%j1=V/ 1.Raman放大,四波混频(Four-wave mixing) 53X i) 2.倍频 .ZOG,h+8 3.自聚焦效应(self-focusing effects) dDu8n+(8 L ^X]rFY1 □ 激光过程: plNoI1st 1.速率方程增益模型(rate equation gain) e
w%rc.; 2.激光起振和Q-switching 3VZ}5 3<XP/c"; □ 优化: H*.v*ro9_ 1.任意结构的最小二乘优化(least squares optimization) nyoLrTs{ 2.使用者自定义评价函数(merit function) D6I-:{ws 3.任何的系统参数都能进行优化 &0*7]Wo* V7 OhOLK8 □ 几何光学: ;NoiH& 1.精密表面配合光线追迹
.u3; 2.透镜组的定义和分析 :Bh7mF-1 */_$' /qV □ 大气效应: gB_gjn\ 1.Kolmogorov扰动 uQhI) 2.热致离焦(thermal blooming) T^ )\ r@t
\a+
典型案例图示 W-RqooEv +@^FUt=tq 任意形状的光阑 u5.zckV <B
Vx%
7VIfRN{5n 01n7ua*XX S形光纤波导 pP-L{bT o$p]
p9
r9Vt}]$a G <YM!K8hu$ 空间光耦合进入光纤 5_\1f|, |jI|},I
)%JjV(: L9]y~[R: 二元光学元件 V8O-|7H$v a9uMgx}
^\oMsU5( **CGkL 剪切干涉仪 /g>]J70 /[qLf:rGI
TV Zf@U \"a~~Koe 大气热晕 /pC60y}O0 :sS4T&@1=
[Mk:Zz% Xf;_r+; 谐振腔分析 I{$TMkh[ 0}`0!Kv
6T5\zInd l h?[wc 模式竞争 %0zp`'3Y 1j]vJ4R_\
8]i7wq#= #~o<9O 调Q激光器输出特性 $WiUoS D/ tCB-+
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x21XzGLY|} x9o(q`N o]eG+i6g] QQ:2987619807 gDjAnz#
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