软件简介 ^T{8uJ'kn
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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。 YxJ`-6
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。 iOll WkF
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。 O] H=s
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C.C|d
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。 |#V(p^
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。 \dTQQ
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功能特性 Jh?z=JY
GLAD在激光器模拟方面有着无与伦比的优势: :c=v}
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。 HVGr-/
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。 3%2jwR
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。 g?V&mu
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。 #X5hSw;
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。 |Ytg
6.采用有限差分方法模拟热透镜效应。 F@1d%c
7.可以模拟偏振过程以及部分相干光现象。 y:,9I`aW
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GLAD基本版的功能: UWw}!1
U@?6*,b(.
□ 整合环境设计区(IDE) JpmB;aL#%
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□ 简单或复杂激光束追迹 5%P[^}
7@IFp~6<qK
□ 相干和非相干交互作用 t:=k)B
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□ 非线性激光增益模型 +zsZNJ(U
xs%LRF#u
□ 透镜和反射镜:球面镜、柱面镜 uY;R8CiD
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□ 任意形状的光阑 UiIF6-ZZ!
U(~U!O}
□ 近场-和远场-衍射传输分析 /EU; ?O
J$QBI&D
□ 稳态和非稳态谐振腔模型 Gs_qO)~xo
|sf*hlrJ
□ 为谐振腔设计提供的特殊功能 i3PKqlp.
4LsHs
□ Seidel, Zernike, 和相位光栅像差分析 U^rm:*f
P"F{=\V1`<
□ 平滑随机数波前像差(smoothed random wavefront aberrations) k_?~<vTM
] H&c'
□ 透镜和反射镜数组 [(|v`qMv/g
/.P9MSz0G
□ 变量数组,可达1024x1024 .45^=2NGmQ
RqLNp?V%
□ 方形数组和可分离的衍射理论 aD ESr?
@]=f?+y[ 2
□ 多重,独立的激光束追迹传输 +9[SVw8
:6lwO%=F
□ 自动传输技术控制 s<&[\U
$"8d:N?I[
□ 薄片增益模型 DMd ,8W7a
=IHje;s
□ 全局坐标系统 O@jqdJu
M&y5AB0
□ 任意的反射镜位置及方位设置 I60DUuF
hS:jBp,
□ 几何像差 }1U*A#aN7K
#3 bv3m
□ 大Fresnel数系统模拟 =nU/ [T.
ZJ(rG((!
□ Zonal自适应光学模型(Zonal adaptive optics model) a2yE:16o6
i8~$o:&HT
□ 相位共轭(phase conjugation) zZ=$O-&%
f^9&WT
□ 极化模型 3.vgukkk5
aFY u}kl
□ 部分相干光模型 nbmc[!PwG
IgM
v =^U
□ ABCD传输 Y"!uU.=xJ
0@pu@ DP~
□ 光纤光学和3-D波导 zOGR+Gq_Z
z[9UQU~x?
□ 二元光学(binary optics)和光栅 /IR#A%U
6OB" ,
□ 矢量衍射方法对高数值孔径(NA)物镜进行分析 Mw^*yW
<>=mCZ2
□ M-平方因子评价 jN/ j\x'
8_xLl2
□ 相位修正的优化 (oaYF+T
3t(c_:[%
□ 模拟退火优化(simulated annealing optimization) ^od<JD4
'jvpNn
GLAD Pro增加的功能: ut&/\k=N
Y~qb;N\
□ 非线性光学: FifbxL
1.Raman放大,四波混频(Four-wave mixing) o\6iq
2.倍频 ^8K/xo-
3.自聚焦效应(self-focusing effects) ctI{^f:
-9o{vmB{
□ 激光过程: C_->u4-
1.速率方程增益模型(rate equation gain) <KQ(c`KW7
2.激光起振和Q-switching MzTW8
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□ 优化: x(~<