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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 v`B7[B4K3  
    @= )_PG  
    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。 NL))!Pi  
    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。 w5|az6wZB!  
    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。 & v=2u,]T  
     5I5~GH  
    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。 C,-q2ry  
    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。 |{HtY  
    e-f_ #!bW  
    功能特性
    $(_Xt-6  
    GLAD在激光器模拟方面有着无与伦比的优势: UT$G?D";M  
    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。 5B| iBS l  
    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。 :h1itn  
    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。 GOHRBV  
    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。 =x}27f%-Mg  
    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。 6R5) &L  
    6.采用有限差分方法模拟热透镜效应。 ZbCu -a{v  
    7.可以模拟偏振过程以及部分相干光现象。 YD$fN"}-  
    xtN%v0ZZ  
    GLAD基本版的功能 vWI9ocl`W  
    9 8bmia&H  
    □ 整合环境设计区(IDE) yef@V2Z+  
    mKynp  
    □ 简单或复杂激光束追迹 H-?SlVsf  
    oUR'gc :  
    □ 相干和非相干交互作用 2 5h.u>6@{  
    $I!vQbi  
    □ 非线性激光增益模型 u*Eb4  
    k2N[B(&4J  
    □ 透镜和反射镜:球面镜、柱面镜 71nXROB  
    S/ ]2Qt#T  
    □ 任意形状的光阑 30g-J(Zg  
    hf>JW[>Xo  
    □ 近场-和远场-衍射传输分析 (4n8[  
    =dUeQ?>t=  
    □ 稳态和非稳态谐振腔模型 LnvC{#TFO  
    Lllyx20U  
    □ 为谐振腔设计提供的特殊功能 $Ne$s  
    'x lK_Z  
    □ Seidel, Zernike, 和相位光栅像差分析 1Ah  
    >F6'^9|  
    □ 平滑随机数波前像差(smoothed random wavefront aberrations) q( i|  
    Dms 6"x2  
    □ 透镜和反射镜数组 B|gyr4]  
    Gr&5 mniu  
    □ 变量数组,可达1024x1024 v! uD]}  
    v7T05  
    □ 方形数组和可分离的衍射理论 Y<%$;fx$Sx  
    n  !]_o  
    □ 多重,独立的激光束追迹传输  #-1 ;  
    wz31e!/  
    □ 自动传输技术控制 i[@*b/A  
    3J~Q pw0<  
    □ 薄片增益模型 #, W7N_mt  
    HlgF%\@a+U  
    □ 全局坐标系统 Hq"i0X m  
    "zJ1vIZY  
    □ 任意的反射镜位置及方位设置 9a"[-B:  
    N^xnx<  
    □ 几何像差 w0x, ~  
    E(*RtOC<W  
    □ 大Fresnel数系统模拟 QNJ )HNLp  
    1om:SHw  
    □ Zonal自适应光学模型(Zonal adaptive optics model) m^@,0\F  
    O8"kIDr-  
    □ 相位共轭(phase conjugation) L0Bcx|)"$`  
    +DaP XZ5.  
    □ 极化模型 ie{9zO<d  
    6%~ Z^>`N  
    □ 部分相干光模型 bEyZRG  
    03L+[F&"?  
    □ ABCD传输 LJ`*&J   
    $(K[W}  
    □ 光纤光学和3-D波导 SwpS6  
    Tn< <i  
    □ 二元光学(binary optics)和光栅 A?<R9A  
    @~hiL(IR'  
    □ 矢量衍射方法对高数值孔径(NA)物镜进行分析 e<6fe-g9;  
    "C&l7K;bp  
    □ M-平方因子评价 XCCN6[[+  
    <43O,Kx'Su  
    □ 相位修正的优化 _so\h.lt  
    Lqq RuKi  
    □ 模拟退火优化(simulated annealing optimization) n|sP0,$N1  
    Y^Y|\0  
    GLAD Pro增加的功能 .;)7)%  
    '`&gSL.1a@  
    □ 非线性光学: {D J!T  
    1.Raman放大,四波混频(Four-wave mixing) {.qeVE{  
    2.倍频 rg64f'+Eug  
    3.自聚焦效应(self-focusing effects) $!%/Kk4M  
    9`]Gosz  
    □ 激光过程: N]udZhkn  
    1.速率方程增益模型(rate equation gain) E58fY|9  
    2.激光起振和Q-switching F9p'|-   
    W5PNp%+KE  
    □ 优化: w=H   
    1.任意结构的最小二乘优化(least squares optimization) =+;l>mn?O  
    2.使用者自定义评价函数(merit function) ?XN=Er^  
    3.任何的系统参数都能进行优化 $_IvzbOh  
    EKo!vie G  
    □ 几何光学: I ,8   
    1.精密表面配合光线追迹 zrVw l\&  
    2.透镜组的定义和分析 2%P{fJbwd  
    yIy'"BCxM  
    □ 大气效应: :@#9P,"  
    1.Kolmogorov扰动 9"hH2jc  
    2.热致离焦(thermal blooming) Q46^i7=  
    CAg~K[  
    典型案例图示 Ey96XJV  
    j}O~6A>|  
    任意形状的光阑 MIma:N_c  
    `Cq&;-u  
    >L[n4x\  
    =f0qih5.4  
    S形光纤波导 z,dh?%H>X  
    M|8vP53=q  
    )N$T&  
    E| eEAa  
    空间光耦合进入光纤 `t[b0; 'OH  
    !jlLF:v|1A  
    <8;SSdoKi  
    EMy>X  
    二元光学元件 #C^)W/dP  
    1%Hc/N-  
    3{c6)vR2  
    ;B*im S10  
    剪切干涉仪 "y~tAg  
    (Y i 1U~{:  
    pGZiADT  
    $fifx>!  
    大气热晕 lRA=IRQ]  
    +}3l$L'bY  
    FK;3atrz  
    (4]M7b[S$  
    谐振腔分析 xf2|9Tqt  
    u%m,yPU ~B  
    `>ppDQaS)W  
    l9{}nz  
    模式竞争 Yzr)UJl*I  
    }jE [vVlRw  
    [G!#y  
    LH}]& >F  
    调Q激光器输出特性 }ejZk bP  
    M'gGoH}B+q  
    a+mrsyM  
    6LRvl6ik  
    &|9K~#LVS  
     zSd!n  
    j!c~%hP  
    QQ:2987619807 h~EGRg  
     
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