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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 tP`G]BCbt  
    `(,*IK a  
    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。 [2'm`tZL  
    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。 qo6LC>Qg  
    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。 ,|.8nk"  
    KR=d"t Qw  
    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。 7w Q+giu  
    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。 ojx'g8yO  
    5e)6ua,  
    功能特性
    ~`2&'8  
    GLAD在激光器模拟方面有着无与伦比的优势: 6~ 7 ; o_>  
    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。 ov`^o25f  
    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。 H^D 3NuUC  
    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。 +_X,uvR  
    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。 U|J$?aFDr  
    5.在非线性特性方面的模拟具有非常显著的优势,是目前唯一能够涵盖几乎所有非线性特性的物理光学模拟软件。可以模拟的非线性过程包括:各种增益过程(包括CO2增益模型、BEER定律增益模型、半导体增益模型、三能级系统模型、速率方程模型),自聚焦过程,倍频过程,和频过程,四波混频过程,Raman放大过程,大气湍流引起的热晕过程。 rX33s  
    6.采用有限差分方法模拟热透镜效应。 F gWkcV6B  
    7.可以模拟偏振过程以及部分相干光现象。 vm\wO._  
    {}_Nep/;  
    GLAD基本版的功能 *p&^!ct  
    f v E+.{  
    □ 整合环境设计区(IDE) 8QVE_ Eu  
    #zS1Z f^KP  
    □ 简单或复杂激光束追迹 S jVsF1d_  
    |rHG%VnBH  
    □ 相干和非相干交互作用 !%c{+]g  
    f]tv`<Q7  
    □ 非线性激光增益模型 P +dA~2k  
    uu}`warW  
    □ 透镜和反射镜:球面镜、柱面镜 ietRr!$.  
    t7w-TJvP  
    □ 任意形状的光阑 /m `}f]u  
    6<x~Mk'u)  
    □ 近场-和远场-衍射传输分析 khU6*`lQ  
    *Y85DEA  
    □ 稳态和非稳态谐振腔模型 ic*->-!  
    ~+O`9&  
    □ 为谐振腔设计提供的特殊功能 jR{-  
    D|@bGN  
    □ Seidel, Zernike, 和相位光栅像差分析 $#%U\mI z  
    FXP6zHsV  
    □ 平滑随机数波前像差(smoothed random wavefront aberrations) 48 W.qzC  
    M1oPOC\0.  
    □ 透镜和反射镜数组 No`|m0 :j  
    GE1i+.+-.  
    □ 变量数组,可达1024x1024 XE_ir Et  
    'yp>L|  
    □ 方形数组和可分离的衍射理论 #`W=m N(+k  
    'lJEHz\  
    □ 多重,独立的激光束追迹传输 e`i7ah;  
    %35L=d[  
    □ 自动传输技术控制 CRH{E}>  
    j-7u>s-l  
    □ 薄片增益模型 E {tx/$f  
    %*wzO9w4  
    □ 全局坐标系统 ;{vwBDV!'  
    wfgqgPo!v  
    □ 任意的反射镜位置及方位设置 & _; y.!  
    9O;cJ)tXY  
    □ 几何像差 )Im3'0l>  
    #/Ruz'H1>  
    □ 大Fresnel数系统模拟 wV(AT$  
    $ +;+:K  
    □ Zonal自适应光学模型(Zonal adaptive optics model) N]NF\7(  
    N0i!l|G6  
    □ 相位共轭(phase conjugation) U{6oLqwq3Y  
    4&QUh+F  
    □ 极化模型 UuU/c-.  
    X) V7bVW  
    □ 部分相干光模型 7kKuZW@K-  
    !8sgq{x((  
    □ ABCD传输 { ;s;.  
    _;56^1'T  
    □ 光纤光学和3-D波导 :.k ZR;  
    j^flwk  
    □ 二元光学(binary optics)和光栅 E<>*(x/\e  
    S,)d(g3>  
    □ 矢量衍射方法对高数值孔径(NA)物镜进行分析 62)d22  
    E@-ta):  
    □ M-平方因子评价 JK]R*!{n  
    MtS3p>4  
    □ 相位修正的优化 ~ 3^='o  
    b_TS<,  
    □ 模拟退火优化(simulated annealing optimization) jjRUL.  
    B z^|SkEit  
    GLAD Pro增加的功能 z-dFDtiA  
    F.tfgW(A@  
    □ 非线性光学: #]CFA9 z  
    1.Raman放大,四波混频(Four-wave mixing) {:Aw_z:'  
    2.倍频 5G(3vRX|1  
    3.自聚焦效应(self-focusing effects) !gF9k8\Yr$  
    )=J5\3O*x  
    □ 激光过程: )KE [!ofD  
    1.速率方程增益模型(rate equation gain) ~e `Bq>  
    2.激光起振和Q-switching <A >)[u  
    VIC0}LT0R  
    □ 优化: M*sR3SZ  
    1.任意结构的最小二乘优化(least squares optimization) N|mJg[j@7  
    2.使用者自定义评价函数(merit function) S${Zzt"  
    3.任何的系统参数都能进行优化 l.`u5D  
    ZrO!L_/  
    □ 几何光学: *4S-z&,.c  
    1.精密表面配合光线追迹 Fk "Ee&H)(  
    2.透镜组的定义和分析 k'T^dY&c  
    :u6JjW[a)  
    □ 大气效应: Ej=3/RBsV  
    1.Kolmogorov扰动 VA] e  
    2.热致离焦(thermal blooming) eg/<[ A:  
    W=JAq%yd<  
    典型案例图示 BHA923p?  
    ;{#^MD MB  
    任意形状的光阑  foRD{Hx  
    2o3EHZ+]cm  
    ~j>D=!  
    {sVY`}p|  
    S形光纤波导 p5\]5bb  
    t23'x0l  
    z'7[Tie  
    K4Sk+ v  
    空间光耦合进入光纤 :~F:/5  
    ( #D*Pl  
    <eN_1NTH_  
    oVvc?P  
    二元光学元件 r%@Lej5+  
    "{D6J809  
    \Q~8?p+  
    m2~&#c\  
    剪切干涉仪 Yd EptAI  
    .zg8i_  
    ,Lpixnm]  
    *\}}Bv+9  
    大气热晕 |re}6#TgcT  
    \1"'E@+  
    p;T{i._iL  
    [XVEBA4GI  
    谐振腔分析 r]@0eb   
    S! Rc|6y%  
    `x8J  
    j/`94'Y  
    模式竞争 : _e#  
    <%.5hCTp97  
    >Fio;cn?  
    $+JS&k/'m  
    调Q激光器输出特性 O.aG[ wm8  
    d^03"t0O]  
    FBx_c;)9Z  
    2. G=8:l  
    (jjTK'0[  
    ?eH&'m}-  
    F{06 _T  
    QQ:2987619807 Snp|!e  
     
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