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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 /YZMP'v  
    Wm-$l  
    GLAD是由美国Applied Optics Research公司开发的一款专业的物理光学软件,特别适用于激光领域各种光学现象的仿真和评估!软件的开发者George Lawrence教授长期在光学领域排名NO.1的美国亚利桑那大学任教,在物理光学特别是激光领域拥有三十多年的研究经验。 ].J;8}  
    GLAD使用复振幅来描述光束,采用快速傅里叶变换结合分步傅里叶算法进行传输分析,几乎能对所有类型的激光系统进行分析,或对物理光学系统做完整的端-对-端的分析处理,还囊括各种激光增益模型、数种非线性过程和许多其它的激光及物理光学效应。 }Em{?Hqy  
    GLAD的使用方法为调用内部各类“积木”进行建模、传输和分析。积木的类型包括:用于进行系统和光束初始化的命令;用于表征各类像差和相位屏的命令;用于表征各类传统光学元件的命令;用于表征各类非线性过程的命令;用于表征激光增益介质的命令;用于光束参数诊断的命令;用于计算结果输入、输出的命令等。只要将不同类型的积木有机“组装”起来就可以轻松实现任意光学系统的模拟。 ?'f  
    R$l- 7YSt  
    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。 Z HZxr  
    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。 \`~YW<D  
    D['J4B  
    功能特性
    HEFgEYlO  
    GLAD在激光器模拟方面有着无与伦比的优势: n;:.UGl9.  
    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。 )_C>hWvo_  
    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。 SN{A@dyt  
    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。 cOdRb=?9  
    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。 ba G_7>Q9H  
    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。 s|XWw<Sa  
    6.采用有限差分方法模拟热透镜效应。 sdO8;v>  
    7.可以模拟偏振过程以及部分相干光现象。 <S7SH-{_\  
    WynTU?  
    GLAD基本版的功能 ?F]P=S:x  
    D1-w>Y#  
    □ 整合环境设计区(IDE) 0|-}>>qb\  
    c"kB@P  
    □ 简单或复杂激光束追迹 NX%1L! #  
    v4Ag~Evcx  
    □ 相干和非相干交互作用 | WJ]7C  
    hY{4_ie=8  
    □ 非线性激光增益模型 N`IXSE  
     \H>T[  
    □ 透镜和反射镜:球面镜、柱面镜 /q>ExXsEC  
    AKjobA#  
    □ 任意形状的光阑 nkPlfH  
    9*FA=E  
    □ 近场-和远场-衍射传输分析 E<-W & a}  
    #y#TEw,  
    □ 稳态和非稳态谐振腔模型 =/a`X[9vI  
    a"xRc  
    □ 为谐振腔设计提供的特殊功能 *jc >?)k  
    Y1r'\@L w  
    □ Seidel, Zernike, 和相位光栅像差分析 Gev\bQa  
    |Tmug X7  
    □ 平滑随机数波前像差(smoothed random wavefront aberrations) 3O*iv{-&  
    ZhCz]z~tj6  
    □ 透镜和反射镜数组 mz1m^p)~{  
    'MYKAnZ-i  
    □ 变量数组,可达1024x1024 <Tgubv+J  
    xzY/$?  
    □ 方形数组和可分离的衍射理论 S6bYd`  
    Ygg+=@].@  
    □ 多重,独立的激光束追迹传输 (T2HUmkQ6  
    ) C~#W  
    □ 自动传输技术控制 ~2hzyEh  
    11QZ- ^  
    □ 薄片增益模型 & ;5f/  
    Oz\J+  
    □ 全局坐标系统 Y'P^]Q=}_#  
    L=Aj+  
    □ 任意的反射镜位置及方位设置 ] g9SUFM  
    "&D0Sd@[?  
    □ 几何像差 Gl{'a1  
    YG*<jKcX  
    □ 大Fresnel数系统模拟 ,ynN801\m  
    !X"nN9k  
    □ Zonal自适应光学模型(Zonal adaptive optics model) fuHNsrNlm  
    K($+ILZ  
    □ 相位共轭(phase conjugation) 9({ 9r[U  
    2<0".5+I  
    □ 极化模型 P;y!Y/$C  
    ;dZZOocV1  
    □ 部分相干光模型 +7WpJ;C4  
    `r=^{Y  
    □ ABCD传输 dmkGIg}  
    S]fkA6v  
    □ 光纤光学和3-D波导 N!?~Dgw  
    8TH;6-RT  
    □ 二元光学(binary optics)和光栅 ;A"i.:ZT  
    NA@Z$Gy  
    □ 矢量衍射方法对高数值孔径(NA)物镜进行分析 \hlS?uD\  
    A;ZluQ  
    □ M-平方因子评价 obbg# ,  
    7w5l[a/  
    □ 相位修正的优化 23=wz%tF  
    /;q 3Q#  
    □ 模拟退火优化(simulated annealing optimization) .aWwJZ=[  
    (mi=I3A(  
    GLAD Pro增加的功能 Gz\wmH&rVz  
    fRk'\jzT  
    □ 非线性光学: mrsN@(X0  
    1.Raman放大,四波混频(Four-wave mixing) yoq-H+<  
    2.倍频 AxJqLSfyb,  
    3.自聚焦效应(self-focusing effects) ~Odclrs  
    hP[/xe  
    □ 激光过程: ;gJAxVD<  
    1.速率方程增益模型(rate equation gain) C)qG<PW.!  
    2.激光起振和Q-switching Ygfy;G%  
    'R$/Qt;uA  
    □ 优化: V.Lk70 \  
    1.任意结构的最小二乘优化(least squares optimization) o4rf[.z  
    2.使用者自定义评价函数(merit function) S>HfyZ&Pc  
    3.任何的系统参数都能进行优化 6x!iL\Y~  
    i[33u p  
    □ 几何光学: 5K|`RzZ`B$  
    1.精密表面配合光线追迹 ij?]fXf:)y  
    2.透镜组的定义和分析 )WEOqaR]  
    0Iyb}  
    □ 大气效应: ==KDr 0|G  
    1.Kolmogorov扰动 NQ '|M  
    2.热致离焦(thermal blooming) <Z1m9O "sy  
    ms&5Bq+9  
    典型案例图示 0"sZP\<p  
    @O6 2} F  
    任意形状的光阑 tC+1 1M  
    {Aj=Rj@  
    X"f]  
    r5lPO*?Df  
    S形光纤波导 (LVzE_`  
    #; P-*P  
    "[_gRe*2  
    dt=M#+g  
    空间光耦合进入光纤 PGTjOkx  
    \<} e?Yx%  
    n;.);  
    wUS w 9xg  
    二元光学元件 tOQnxKzu  
    {*F8'6YQ$  
    [].euDrX  
    zP!j {y4w  
    剪切干涉仪 BQgK<_  
    +I.{y  
    r/+~4W5  
    %NhZTmWm  
    大气热晕 m$'ZiS5  
    Lp{uA4:=K  
    )\izL]=!t  
    <5|:QLqy  
    谐振腔分析 @# p{,L  
    *@ S+J$  
    7X/B9Hee  
    B1U7z1<  
    模式竞争 vF{{$)c  
    *APTgXYR  
    =^ x1: Ak  
    7x$VH5jie#  
    调Q激光器输出特性 hus9Zv4  
    s%zdP  
    Ez^wK~  
    }SW>ysw'm  
    FCt %of#  
    cEPqcy *  
    ^K'XlM`a  
    QQ:2987619807 7t% |s!~  
     
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