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软件简介 v9MliD' siz:YRur 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。 Vo(>K34 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。 ![ @i+hl 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。 F5
7Kr5X I/_,24[ 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。 L*zfZ& 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。 S.|%dz y\XWg`X
y 功能特性 2[I[I*"_d GLAD在激光器模拟方面有着无与伦比的优势: aC#{@t 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。 9 E2OCLWrE 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。 i?n#ge 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。 ZN}U^9m= 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。 {nH*Wu*^ 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。 !laOiH 6.采用有限差分方法模拟热透镜效应。 |vY|jaV} 7.可以模拟偏振过程以及部分相干光现象。 e$N1m:1* 4\y>pXML-U GLAD基本版的功能: rnQ9uNAu ,:pKNWY)Q □ 整合环境设计区(IDE) g-<[* nF sfR0wEqI □ 简单或复杂激光束追迹 +^3
*Y"6Z +m4?a\U □ 相干和非相干交互作用 zTg&W7oz J=B,$4)9 □ 非线性激光增益模型 'Ooq.jaK;/ t'* 2)U □ 透镜和反射镜:球面镜、柱面镜 vPM2cc/o +t}<e( □ 任意形状的光阑 b X4]/4% N:UA+ □ 近场-和远场-衍射传输分析 I 8 Ls_$[ }u.1$Y □ 稳态和非稳态谐振腔模型 HiEQs|""' lFD/hz7lc □ 为谐振腔设计提供的特殊功能 $o^N_`l uZ+vYF^ □ Seidel, Zernike, 和相位光栅像差分析 )w0K2&)A 2o1 RJk9 □ 平滑随机数波前像差(smoothed random wavefront aberrations) w%eEj.MI|i 4_w{~ □ 透镜和反射镜数组 PjkjUP e89IT* □ 变量数组,可达1024x1024 NLZUAtx( L87=*_!B; □ 方形数组和可分离的衍射理论 !L@^Zgs|@? &NK6U □ 多重,独立的激光束追迹传输 rQ&F Gb 0b+End#mp □ 自动传输技术控制 _Sult;y"u ty b-VO □ 薄片增益模型 :2-!bLo}& ;w^{PZBg □ 全局坐标系统 J#Agk^Y 5 T9]:,
z □ 任意的反射镜位置及方位设置 !N\i9w} _}Ec[c □ 几何像差 HfA@tZ5q|U s3oQ( wC % □ 大Fresnel数系统模拟 %-3wR@ z5 :53,`D' □ Zonal自适应光学模型(Zonal adaptive optics model) XZ_vbYTj Te@=8-u- □ 相位共轭(phase conjugation) ;{ESo?$* 7-[^0qS □ 极化模型 qrY]tb^K $GX9-^og=T □ 部分相干光模型 W(jP??up CChCxB □ ABCD传输 ,dSP%?vV dwmZ_m. □ 光纤光学和3-D波导 ~jM!8]= 5
DvD □ 二元光学(binary optics)和光栅 Tw!_=zy(Gw HsAKz]Mq □ 矢量衍射方法对高数值孔径(NA)物镜进行分析 EALgBv>#ZL +t<'{KZ7; □ M-平方因子评价 u;=a=>05IR t"FB}%G □ 相位修正的优化 )r6d3-p1 !z?;L_Lb □ 模拟退火优化(simulated annealing optimization) mW_ N-z 0 A6%!h GLAD Pro增加的功能: }yMAs >l(|c9OWM □ 非线性光学: 5hE mXZ% 1.Raman放大,四波混频(Four-wave mixing) DeGcS1_? 2.倍频 [h~#5x
3.自聚焦效应(self-focusing effects) o7t#yw3 ^3w
>:4m □ 激光过程: HbQ+:B] 1.速率方程增益模型(rate equation gain) WcKL=Z?( 2.激光起振和Q-switching ^fT?(y_=e 'A#F< x □ 优化: VVm8bl.q 1.任意结构的最小二乘优化(least squares optimization) av4g/7= 2.使用者自定义评价函数(merit function) 1bpjj'2%x 3.任何的系统参数都能进行优化 kY]^~|i6 kc}&\y □ 几何光学: -`} d@x 1.精密表面配合光线追迹 SZm&2~|J 2.透镜组的定义和分析 s.KHm
L3 9zD^4j7 □ 大气效应: 6YpP/
K 1.Kolmogorov扰动 8ZvozQE 2.热致离焦(thermal blooming) t+m
ug G5'HrV 典型案例图示 ^V;2v? O x/xd 任意形状的光阑 E>3(ff& \KT}T hF7#i_UN< P xiJ R[a S形光纤波导 M_EXA _ UsBtk ?(P3ZTk?. G$!JJ.
)d 空间光耦合进入光纤 Qlgii_?#@ KI~M.2pk c(G;O)ikS w8> 二元光学元件 ^E`SR6_cmj .Pi8c[ z 2Rg`1B P*zOt]T 剪切干涉仪 BaUcmF2Q !pG_MO FT+[[9i #JIh-h@ 大气热晕 V [KFZSA euc|G Xs +-+%6O<C Hj^_Cp]@* 谐振腔分析 Jx_BjkF =TG[isC/F9 hRKA,u/G CAvyS 模式竞争 tNbZ{=I> n#lZRwhq m C&*K u AmDXqJ3 调Q激光器输出特性 tj=l! }*s%|!{H fNTe_akp CBvvvgI o 7U_OUUg >p|tIST cczV}m2) QQ:2987619807 iR(jCD?) Y
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