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《GLAD典型应用案例手册》 g6QkF41nG 7F\U|kx_ 前 言 wzo-V^+q GLAD是由美国Applied Optics Research(AOR)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的美国亚利桑那州立大学任教,在物理光学特别是激光领域拥有三十多年的研究经验。目前GLAD软件已经被国内外众多研究机构和公司作为仿真评估工具广泛使用。 )dC%g=dtc 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。 ^"6xE nA] 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。 ?@_3B]Fs 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。 R\0]\JEc 为了使广大有志于采用GLAD进行光学系统设计及仿真的师生及研究人员更加全面地了解GLAD的功能,熟悉GLAD的使用,本书从GLAD的案例手册中精选了二十七个案例进行解读,希望对于各位运用GLAD解决实际问题有所裨益。不当之处,敬请指正! WF *2^iWJ 目 录 N[aK#o, 前言 1 C"IPCJYn 1、传输中的相位因子与古伊相移 3 G*ym[ 2、带有反射壁的空心波导 7 HEjV7g0E 3、二元光学元件建模 14 H0tjN&O_ 4、离轴抛物面聚焦过程模拟 20 wGnjuIR 5、大气像差与自适应光学 24 /d'^XYOC 6、热晕效应 27 Zn#ri 8S 7、部分相干光模拟 32 !ybEv| = 8、谐振腔的优化设计 41 _QY0j%W 9、共焦非稳腔模拟仿真 45 2c8,H29 10、非稳环形腔模拟 51 :Nc~rOC_ 11、含有锥形反射镜的谐振腔 56 ^x4,}'( 12、体全息模拟 61 ^>g+:?x 13、利用全息图实现加密和解密 66 KMoRMCT 14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 73 qUpMq:Uw 15、拉曼放大器 78 gA~Ih 16、瞬态拉曼效应 88 _i}6zxqw 17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 95 "vU:qwm 18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 102 ;EL!TzL:8 19、光学参量振荡器 107 qZ_^#%zO 20、激光二极管泵浦的固体激光器 112 v`y{l>r, 21、ZIG-ZAG放大器 120 1__p1 22、多程放大器 131 7OC,KgJ3 23、调Q激光器 151 eSa ]6 24、光纤耦合系统仿真 159 g[H7. 25、相干增益模型 167 Fo?2nQ< 26、谐振腔往返传输内的采样 178 d+2I+O03 27、光纤激光器 188 /Pg66H#RUf KkAk(9Q/3 ]0m4esK` 新书《精通LASCAD 3.6》推出 p+9vSM # YroKC+4"i ?F?!QrL "=yaeEp 目 录 ub,Sj{Mq" NwT3e&u%| 第一章 LASCAD简介 1 J#:%| F% 1.1 创始人简介 1 {T:2+iS9: 1.2 主要功能 1 <]CO}r
1.3 主要客户 1 $ZQP f 第二章 LASCAD的安装、启动以及系统要求 4 Q^fli"_: 2.1 LASCAD的安装 4 ^BNg^V. 2.2 LASCAD的启动 4 ? 76jz>;b 2.3 LASCAD对于系统的配置要求 5 ~(I\O?k>H 第三章 计算方法 6 8uT@$./
3.1 复高斯模式算法 6
Vs{|:L+ 3.2 有限元分析法(FEA) 6 [0MVsc= 3.3 基于光束传输程序的物理光学代码(BPM) 6 lW^RwNcd 第四章 LASCAD的各窗口 8 d['BtVJ 4.1 参数区窗口(Parameter Field) 8 #[I`VA\x 4.1.1 X平面参数(x-Plane Parameter) 8 hz\7Z+ $L_ 4.1.2 Y平面参数(y-Plane Parameter) 9 lD
!^MqK 4.1.3 光栏(Apertures) 9 ']}ZI 8 4.1.4 常规参数(General) 10 9.1%T06$ 4.1.5 光斑尺寸 10 =$b^X?x 4.1.6 参数区(Parameter Field)窗口版面 11 u^iK?S#Ci8 4.2 高斯模式图窗口 11 zbi[r 4.2.1 移动、插入和清理元件 13 oEKLuy 4.3 主窗口(LASCAD) 14 --
_,; 4.3.1 下拉菜单 14 `+]4C+w 4.3.1.1 文件(File) 14 ZIpL4y
=_ 4.3.1.2 打印(Print) 14 e-{k;V7b 4.3.1.3 打印到文件(Print to File) 15 L
F Z 4.3.1.4 复制到剪切板(Copy to Clipboard) 15 s:;!QIC5jo 4.3.1.5 视图(View) 15 Z$HYXm 4.3.1.6有限元分析(FEA) 16 7CM<"pV 4.3.1.7 CW激光功率(CW Laser Power) 16 ivw2EEo, 4.4 新项目窗口(New Project) 17 =AZ>2P 4.4.1 驻波谐振腔选项:(Standing Wave Resonator) 17 =3/||b4c 4.4.2 环形谐振腔选项:(Ring Resonator) 17 hQ8/-#LO_ 4.4.3 光外部束选项:(Option: External Beam) 18 FS`{3d2K + 第五章 FEA分析简介 19 jk 9K>4W 5.1 FEA分析基本原理 19 ]hv4EL(zi 5.2 晶体、泵浦光束和材料参数窗口(Crystal, Pump Beam, and Material Parameters) 19 mm:\a-8j 5.2.1 模型(Models) 19 >,32~C 5.2.2 泵浦光(Pump Light) 20 (AXSQI~y 5.2.3 边界条件(Boundaries) 28 AP/5,M< 5.2.4 材料参数(Material parameters) 28 p~+)!Z# 5.2.5 掺杂浓度和材料参数(Doping & Materials) 30 V\)@Yk2 5.2.6 有限元分析选项 (FEA Options) 30 !cp
,OrO\ 5.3 泵浦光分布窗口(Pump Profile) 32 A*MlK" 5.4 二维数据模型和抛物线拟合窗口(2D Date Profile and Parabolic Fit) 32 !*+~R2&b 5.5 三维视图窗口(3D Visualizer) 35 'iUfr@ 第六章 基于ABCD矩阵的稳定性分析 37 H4^-M Sw 6.1 稳定性图表和稳定性判据窗口(Stability Diagram and Stability Criterions) 37 H%Q@DW8~@ 6.2 在拖动条处的光束参量窗口(Beam Parameters at Drag Bar Position) 38 S37Bl5W 6.3 外部光束的入射条件窗口(Starting Conditions of External Beam) 39 (K^9$w]tf 6.4 高斯模式分布窗口(Gaussian Mode Profile) 40 G~u94rw|: 6.5 波前弯曲窗口(Window:Curvature of Phase Front) 41 tC-(GDGy5 第七章 激光器输出功率分析 42 N7}.9%EV 7.1 激光输出功率窗口(Laser Power Output) 42 i<)c4 7.2 准三能级激光器的参数窗口(Parameters for Quasi-3-Level Lasers) 46 0(:"q!h 第八章 动态多模分析(Dynamic Multimode Analysis (DMA)) 48 zOWbdd_zl 8.1 简介 48 ]rC6fNhQ 8.2 多模速率方程 48 ]W-:-.prh 8.3 光栏和变反射率的反射镜 50 xr)kHJ:v 8.4 激光输出功率 51 !Edc]rg7 8.5 光束质量(Beam Quality) 52 ZZzf+F)T 8.6 Q开关分析(Q-Switch Analysis) 53 e!G
I< 8.6.1 脉冲形状 54 ##1[/D( 8.7 动态多模分析代码的图像用户界面(The GUI of the DMA Code) 55 dl(cYP8L 8.7.1 高斯模式选项(Tab "Gaussian Modes") 55 mcp}F|ws 8.7.2 速率方程选项(Tab "Rate Equations") 56 8Z F Ps/HP 8.7.3 连续操作(Tab “CW Operation”) 57 (lS&P"Xi 8.7.4 Q开关选项(Tab "Q-switch") 57 1th|n 8.7.5 光栏选项(Tab "Apertures") 58 d!e$BiC 8.7.6 目录和文件管理 60 B.Ic8' 第九章 光束传输程序(Beam Propagation Method (BPM)) 62 YNHn# 98\ 9.1 光束传输程序窗口(Beam Propagation Method) 62 {u3^#kF 9.2 腔迭代时的光束半径和激光功率(Beam Radius and Laser Power versus Cavity Iteration) 64 EJb"/oLla 9.3 腔迭代时的光束质量窗口(Beam Quality versus Cavity Iteration) 65 sAC1Pda 9.4 右端反射镜上的强度和相位窗口(Intensity and Phase at Right End Mirror) 65 GT<Y]Dk 9.5本征频率光谱窗口(Spectrum of Eigenfrequencies) 66 OUnt?[U\ 9.6 本征模窗口(Eigenmodes) 66 >L?/Ph %d 9.7 光束传输程序(BPM)代码窗口 66 {,]BqFXv 第十章 综合案例 68 wTf0O@``6H 10.1含端面泵浦棒的激光谐振腔模拟 68 P qagep d 10.2 含侧面泵浦棒的激光谐振腔模拟 92 HsR#dp+s~ 10.3 Yb:YAG薄片激光器模拟 119 prlB9,3|C 10.4 Yb:YAG薄片激光器动态多模分析和调Q运转模拟 133 oeDsJ6; 附录A 吸收系数的计算 146 Q= + Frsk 附录B 演示(demo)版的限制 149 1_fFbb" 附录C 不同版本数LASCAD的新功能 150 xv$^%(Ujp zv@'x
nY] 以上两本激光类工具书,有兴趣扫码加微联系 o*qEAy? /quf'CV} "f!*%SR:
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