切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 401阅读
    • 0回复

    [分享]GLAD 5.0功能介绍 [复制链接]

    上一主题 下一主题
    离线infotek
     
    发帖
    2187
    光币
    5613
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-09-02
    以下我们使用一个很简单的共振器范例模型进行功能示范 Q#wASd.  
    此范例将会示范如何使用GLAD。我们将使用resonator.inp这个档案示范共振器。即使使用者对共振器不感兴趣,这个范例也将会展示在GALD中解决问题的几个重要步骤: `<i|K*u  
     初始化计算机数组及单位 TviC1 {2  
     选择波长 >*(4evU  
     定义初始分布 T8h.!Vef  
     使用宏进行重复运算 =unMgX]$  
     建立数据显示计算结果 m(,vym t  
    此共振器将使用半对称的结构进行计算,由半径50cm的球面镜及平面镜所组成。共振器的长度为46cm。输出将由平面镜输出。下表1显示其结构参数
    Wp/!;  
    )HNbWGu  
    zNofI$U  
    图1-稳定的共振器结构。其光腰将会在平面镜上形成,及其相曲率将与曲面镜的理想模态曲率相同 wv>Pn0cO  
    为了简化讨论,我们将忽略增益及形成bare-cavity分析。我们开始分析从准备一个命令档案如下: m3 C&QdjRp  
    variab/dec/int pass 0N$tSTo.-<  
    macro/def reson/o ;n$j?n+|  
    pass = pass + 1 # increment pass counter A8&yB;T$y  
    prop 45 # propagate 45 cm. M`Jj!  
    mirror/sph 1 -50 # mirror of 50 cm. radius [wG?&l$.KB  
    clap/c/n 1 .14 # .14 cm. radius aperture $6}siU7s4  
    prop 45 # propagate 45 cm. along beam =B4U~|k  
    mirror/flat 1 # flat mirror ;W]NT 4p  
    variab/set Energy 1 energy # set variable to energy value hSSF]  
    Energy = Energy - 1 # calculate energy difference w~y+Pv@   
    udata/set pass pass Energy # store energy differences H$zjN8||"  
    energy/norm 1 1 # renormalize energy d|k6#f-E  
    plot/l 1 xrad=.15 # make a plot at each pass >gM|:FG  
    macro/end EgM.wQHR]  
    array/set 1 64 # set array size z)xGZ*{=  
    wavelength/set 0 1.064 # set wavelengths LbOjKM^-  
    units/set 1 .005 # set .005 cm sample spacing X&nkc/erx  
    resonator/name reson # set name of resonator macro <&\HXAOd  
    resonator/eigen/test 1 # find resonator properties .",E}3zn  
    resonator/eigen/set 1 # set surrogate beam to eigen mode A\ds0dUE  
    clear 1 0 # clear the array "(5A 5>  
    noise 1 1 # start from noise fqZqPcT0  
    energy/norm 1 1 # normalize energy 3C 84b/A  
    pass = 0 # initialize pass counter ..V6U"/  
    reson/run 100 # run resonator 100 times EQ1wyKZS2g  
    title Energy loss per pass S9d+#6rn  
    plot/watch plot1.plt # set plot name ,u^i0uOg  
    plot/udata min=-.05 max=.0 # plot summary of eigenvalues A]`63@-.  
    title diffraction mode shape 6pDb5@QjTy  
    set/density 32 # set plot grid to 32 x 32 hu%rp{m^,  
    set/window/abs -.05 .05 -.05 .05 # set plot window \2 &)b  
    plot/watch plot2.plt # set plot name 2c@4<kyfP  
    plot/iso 1 # make an isometric plot "]>JtK  
    以下就对每一项指令来做介绍: VFz (U)._  
    variab/dec/int pass rD<G_%hP  
    此行定义一整数变量叫pass。我们将使用pass来储存数据,变量如果不清楚的定义为整数,将会被定义为实数变量。
    L$6{{Tw"2  
    macro/def reson/o \gaGTc2&  
    此行开始定义宏,就像是子程序或函式一样。所有介于macro/def与macro/end之间的指令都将定义为宏。这些指令暂时不会被执行。这些指令列将被放在MACLIB中留待以后使用。这些宏指令列将不需缩排。但使用缩排将会使这些指令更容易阅读。
    zm4Okg)w@  
    pass = pass + 1 # increment pass counter +Wh0Of  
    此行将pass变数加一。这是一个简单的数学式。我们使用pass来计算执行宏的次数。#字符表示其后的字为批注。当我们在下指令时使用批注是很重要的一件事。
    |0:< Z(  
    prop 45 # propagate 45 cm. T V\21  
    此行表示绕射传播45cm。绕射传播的计算花费最多的时间。但是,对现代的计算机而言64X64的矩阵运算只是很短的时间而已。
    5jD2%"YUV  
    此45cm的传播距离是将光线由左边的平面镜,传播至右边的曲面镜如图一。 s <Pk[7`*  
    mirror/sph 1 -50 # mirror of 50 cm. radius Bm2"} =  
    此行为设定球面镜为曲率50cm。”1”表示设为镜面对光束 1作用。光束最多可达40道,但只有一道用在此一分析中。在指令中的负号表示为一凹面镜。此凹面镜使光线收敛并将光线反向。
    (|L0s)  
    clap/c/n 1 .14 # .14 cm. radius aperture )pLde_ k  
    此一指令建立一圆形的0.14的孔径对光束1作用。孔径是非常重要的在共振器中,它大量的减少了散射光线。并且,孔径将光束减为剩下最少的模态。
    'hfQ4EN  
    prop 45 # propagate 45 cm. along beam fw kX-ON  
    此为第二次传播将光束由右边的球面镜向左传播回平面镜。
    Z12-Vps  
    mirror/flat 1 # flat mirror &dp<i[ec^  
    建立一平面镜在左边针对光束1。对bare-cavity共振器分析,光束只是直接反射回右边。在真实的雷射中,镜面将会是部份反射让光束传播出去。
    uoR_/vol8  
    variab/set Energy 1 energy bDVz+*bU}  
    变数Energy设为光束1的总能量(真实能量)。我们没有将其定义为实数变量,但在GLAD中将会自动设为实数变量。
    ++D-,>.  
    Energy = Energy - 1 # calculate energy difference PCDsj_e  
    此算式将能量减1计算每次传递所损失的能量。
    LPX@oha  
    udata/set pass pass Energy # store energy differences zC #[  
    此处使用udata这个指令将Energy数据存入数组中,使用两个pass变量,分别为数组的横坐标及纵坐标。
    GhpVi<FL  
    energy/norm 1 1 # renormalize energy /=&HunaxI  
    此行将共振器中的能量归一化。在真实的雷射中,能量被孔径及其它效应所损失,以及被其它放大器的能量增幅,在稳定态时所平衡。在bare-cavity分析中,就像我们在这里所做的,我们模拟拟稳定态增益简化为将增益值做再归一化,在每次传播的最后。
    W- 5Z"m1I  
    plot/l 1 xrad=.14 # make a plot at each pass  +LeZjA[  
    画出空腔分布使用等比例的绘图显示模态形式对时间的关系图。
    e2CjZ"C  
    macro/end F+ qRC_C>O  
    结束宏定义
    #8iRWm0*6  
    array/set 1 64 # set array size  "_t2R &A  
    此指令是定义Beam 1为64 x 64的矩阵。此数据为计算的主体,任何尺寸的矩阵都可以被定义。对一个小型的稳定空腔共振器而言,一个小的矩阵已经足够准确,因为只有低阶模态是最重要的。
    8gWifx #N  
    wavelength/set 0 1.064 # set wavelengths b!Pz~faXD  
    设定Beam 1 的波长为1.06μm
    <seb,> :  
    units/set 1 .005 # set array size Y ]&D;w  
    此行定义数组的尺寸为0.005 cm,所以64 x 64的数组大小为0.32 cm
    oe`t ? (U  
    resonator/name reson # set name of resonator macro \9T CP;{  
    此行定义共振器的宏名称为”reson”
    D_er(  
    resonator/eigen/test 1 # find resonator properties xR `4<  
    此行进行共振器的测试,得到其基本特性。GLAD使用此一信息来决定所使用的数值算法。使用正确的数值算法是非常重要的,可让我们在每次的传递后得到正确的结果。光束的强度及相位在每次传递后都会改变,但其算法必须保持不变才能得到正确的结果。
    'z7,)Q&8  
    resonator/eigen/set 1 # initialize surrogate beam - `F#MN  
    此处确定光束最初的初级损失模态,藉由此一指令resonator/eigen/set来确定。可以确定用来计算高斯光束的演算已设定完成。我们可以变更光线的资料,在下面两行指令完成后。
    |pxM8g1w  
    clear 1 0 # clear the array O& k+;r  
    noise 1 1 # start from noise
    vpu20?E>5z  
    第一行设定整个光线矩阵为零。第二行放入随机数噪声在数组中,仿真自发辐射所造成的噪声影响。 %K[_;8  
    大部份的雷射都从自发辐射开始,所以此一设定更增加了真实性,而不是简单的平面波而已。当然,稳定态的解不会因为我们的初始条件而有所影响。
    7.7P>U  
    3p`*'j2R  
    energy/norm 1 1 # normalize energy k)j, ~JH  
    此行调整光线的强度,不需要改变其外形,所以其总能量将会是归一化的。我们将会量测能量在每次传递后并减1,此一差异将表示出能量的损失。
    AX3iB1):K  
    pass = 0 # initialize variable  %~Vgz(/  
    将pass这个变数设为0
    gFlUMfKh  
    reson/run 100 <yzgZXxIaS  
    执行reson此一宏100次,有时候我们会需要执行超过100次或少于100次的执行得到稳定 CUIT)mF:  
    的效能。
    UkK`5p<D7  
    title Energy loss per pass ?IRp3H  
    定义下式绘图所使用的标题
    2k}~"!e1  
    plot/watch plot1.plt # set plot name KY 085Fvs  
    此指令建立绘图文件名称。绘图数据将会储存在此一档案中。Watch程序会自动的显示绘图数据并自动更新数据,当新的绘图数据建立在同一个文件名称中。Watch将会针对不同的文件名称建立不同的绘图窗口。可以让我们同时观察到许多图形。
    =yo?]ZS  
    plot/udata min=-.05 max=.0 ~k>H4hV3  
    此行画出在宏中使用udata/set所收集的数据。最小及最大值的定义更有效的显示出损失。
    x9S~ns+r  
    title diffraction mode shape zzOc # /  
    此行定义下图的标题
    8U}BSM_<2  
    set/density 32 # set plot grid to 32 x 32 1KwUp0% &  
    set/window/abs -.05 .05 -.05 .05 9XtR8MH  
    第一行定义网格线密度为32x32。第二行定义绘图宽度为0.05 x 0.05 cm。此指令让绘图区域正好足够绘出主要的光线部份。
    k\(LBZ"vR  
    plot/watch plot2.plt # set plot name =_~bSEqyRI  
    此行定义新的绘图档案。Watch将会定义新的绘图窗口给新的档案。
    k$]-fQM  
    plot/iso 1 ^W!w~g+  
    此行定义等比例图显示共振图的模态在100次的传递后。因为我们开始于随机数噪声,经过100步 \yDr  
    之后并未完全收敛,还有一些低阶的Hermite-gaussian模式存在。如果我们执行更多步计算,终究会得到期待的稳定高斯模态。
    A/ppr.  
    执行此一档案只要输入read/disk resonator.inp就可执行刚才输入的指令 /4x3dwXW@  
    +b@KS"3h  
    -pEt=  
    QQ:2987619807 h# R;'9*V  
     
    分享到