前言
(m]l -Re -FeXG#{) 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。
D%SOX N Y;'<u\^M" 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。
6v%yU3l 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。
I{Du/"r# F)3+IuY 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。
~Xi@#s~ emSq{A 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。
:e<jD_.X 不当之处，敬请指正！
a~}q]o?j l4C {LZ 2>z YJqG| 目录
.7iRV 前言 2
{3Inj8a=?A 1、传输中的相位因子与古伊相移 3
yT ^x0?U 2、带有反射壁的空心波导 7
(s8b?Ol/ 3、二元光学元件建模 14
l 9K`+c+t 4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21
\J LGw1F 5、大气像差与自适应光学 26
Q14zc0N 6、热晕效应 29
q4ROuE|d 7、部分相干光模拟 34
F5)`FM^R 8、谐振腔的
优化设计 43
g`fG84 9、共焦非稳腔模拟仿真 47
) &6gju7( 10、非稳环形腔模拟 53
dx%z9[8~{. 11、含有锥形反射镜的谐振腔 58
}'[>~&/" 12、体全息模拟 63
EQ%o oAb8 13、利用全息图实现加密和解密 68
;i@S}LwL 14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75
*'@O o 15、拉曼放大器 80
3Z*r#d$nh: 16、瞬态拉曼效应 90
JCWTB`EB> 17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97
-wU] L5uP 18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104
, dC.|P' ` 19、光学参量振荡器 109
W(q3 m;n 20、激光二极管泵浦的固体
激光器 114
4v[y^P 21、ZIG-ZAG放大器 122
H'A N osv 22、多程放大器 133
0X)vr~` 23、调Q激光器 153
PV68d; $:8 24、
光纤耦合系统仿真 161
4m*)( "H 25、相干增益模型 169
)uqzu%T 26、谐振腔往返传输内的采样 181
N'{[BA(eE 27、光纤激光器 191
xHg C':l(0 -K{ R7 GLAD案例索引手册
9 qx4F<
MA
.;=T 目录
PMjNc_)) w>W #cTt 目 录 i
n%E,[JT 
2A_1 E \ GLAD案例索引手册实物照片
JFv70rBe GLAD软件简介 1
fPe S; Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2
Vr2A7kq Ex1a: 基本输入 2
RELNWr Ex1b: RTF命令文件 3
{Y~>&B5 Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4
"FHJ_$ ! Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5
l!ow\ZuQBF Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5
A v x` Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6
a (U52dO, Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6
x`E<]z*w} Ex3: 单位选择 7
#]h
X ."b2 Ex4: 变量、表达式和数值面 7
%q5dV<X'c Ex5: 简单透镜与平面镜 7
]B>76?2W Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8
rLTBBvV Ex7: mirror/global命令 8
7hJ X Ex8: 圆锥曲面反射镜 11
]_ C"A Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11
RV~t%Sw^ Ex8b: 离轴单抛物面 12
h@RpS8!Bi Ex8c: 椭圆反射镜 12
@$
7 GrT Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12
`v -[& Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12
UL[,A+X8D Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17
SkuR~ ! Ex10: 宏、变量和udata命令 17
L{/%
"2 > Ex11: 共焦非稳腔 17
o~$O$ Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18
f*%kHfaXgN Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18
BX/3{5Y>{ Ex11c: 发散输出的非稳腔 19
dN5{W0_ Ex11d: 注入相反模式的空腔 19
h$5[ 04.Q Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20
IiE 6i43 Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20
(d4btcg Ex13: 相位像差 20
kN=&" Ex13a: 各种像差的显示 21
EE 9w^.3a Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23
]I|(/+}M Ex14: 光束拟合 23
@c^ Dl Ex15: 拦光 24
I>?oVY6M@u Ex16: 光阑与拦光 24
fkI 5~Y| Ex17: 拉曼增益器 25
_X#R v2a Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26
36.,:!%p Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26
k;\gYb%L Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28
^E^ `" Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29
///Lg{ ie Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29
>YI Vi4'' Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30
3\W/V BJJ Ex24: 大气像差与自适应光学 31
[9
MH"\ Ex24a: 大气像差 32
6Vnq|;W3Zv Ex24b: 准直光路中的大气像差 32
@43 psq1 Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32
pGD@R=8 Ex25: 地对空激光通讯系统 32
W>#yXg9 Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34
" $(+M t^ Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34
1.14tS-}[4 Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35
nI6 gd%C Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35
=~
Uhr6Q Ex27c: 转换镜后面的大气像差与微扰以及自适应光学的影响 35
` <1Wf Ex28: 相位阵列 35
d+,!>.<3 Ex28a: 相位阵列 35
y#'hOSR2 Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35
>'4A[$$4mM Ex29: 带有风切变的大气像差 35
,l~<|\4,wv Ex30: 近场和远场的散斑现象 36
\Th<7WbR6# Ex31: 热晕效应 36
3(c-o0M Ex31a: 无热晕效应传输 37
;VE y{%nF Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37
]k!Xb Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37
^+x?@$rq Ex32: 相位共轭镜 37
#gbB// < Ex33: 稳定腔 38
~5,^CTA M Ex33a: 半共焦腔 38
K/W =r Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔
望远镜，理想透镜 39
+gd5& Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39
o*Qa*<n Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39
gGM fy]]R Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40
z>W:+W"o Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40
Ay(p~U;gN* Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41
*73gp
Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41
-leX|U}k Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41
B@F@,? K4% Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42
;TL.QN/l Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42
)R7Sh51P Ex33k: 拓展腔与伪反射 42
AM- bs^ Ex33l: 谐振腔耦合 43
3y)\dln Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45
.I:rb~ & Ex34: 单向稳定腔 45
u ON(La vB Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47
2|;|C8C Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51
AERJ]$\
Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53
8n3]AOc'~- Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54
NifQsy)*% Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56
M
FIb-*wT Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56
-,")GA+[7 Ex36: 有限差分传播函数 57
F
CYGXtc Ex36a: FDP与软孔径 58
M">v4f&K1! Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58
~ YH?wdT Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58
\\S QACN Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58
e \Qys<2r Ex37b: 偏振，表面极化效应 60
k o@ej^ Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61
m[}P Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61
akv i^]x Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61
pyhXET
' Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61
V&f*+!!2 Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62
.\caRb[ Ex38: 剪切干涉仪
YNB M \Q 62
T ipH} Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62
8~(xi<"e Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64
z 3a GK Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64
* aCL/: Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65
yX! fj\R Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66
7wj2-BWa Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66
Ql{#dcRx Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66
B''yW { Ex46: 光束整形滤波器 68
r(r(&NU Ex47: 增益片的建模 68
TKnWhB/J Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70
&>qUT]w Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70
5qrD~D ' Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70
JwMRquQv Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70
cb_C2+%8NA Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70
QVjHGY*R Ex48: 倍频 70
O=A R`r# u Ex49: 单模的倍频 71
<%^ /uS Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71
U =J5lo Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71
Mqr]e#"o Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72
qy|bOl Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72
5[;[ Te9=S Ex52: 锥像差 72
Zbnxs .i! Ex53: 厄米高斯函数 74
-`' |z+V Ex53a: 厄米高斯多项式 75
"5N4
of
8 Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75
65aYH4" Ex54: 拉盖尔函数 75
K e4oLF2 Ex55: 远场中的散斑效应 75
^ = C> Ex56: F-P腔与相干光注入 75
]~;*9`: Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76
lfAy$qP"} Ex56b: 在古伊相位附近对注入信号光进行扫面，峰值出现在140° 76
,g? ny<#o Ex56c: 通过正交化确定损耗第二小的模式的古伊相位及其建立过程 76
=G}a%)?As\ Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76
qlcd[Y*B Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76
}) O S2F Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76
yepRJ%mp Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76
mW{;$@PLF" Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77
Fizrsr 6% Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79
\hX,z = Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79
QD.5o S Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79
|it*w\+M Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79
!EIH"`>! Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79
04U|Frc Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80
~k34#j:J65 Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80
uL)MbM] Ex59c: 2f透镜，焦平面扫描 80
[6TI_U ~ Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80
tEL;,1 Ex60a: 对散焦的简单优化 80
j# f/M3 Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81
3.YH7rN
Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81
4PVg? Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81
$2Wk#F2c= Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81
w5z] =dN Ex61: 对加速模型评估的优化 82
/6rjGc Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82
Q%O9DCi Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85
,P <I<QYu Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85
Z k w-a Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85
=+X*$'<J Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85
7ZI{A*^vB Ex65: 非相干
成像与光学传递函数（OTF） 85
l]|&j`'O Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86
D&m1yl@\J Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87
n`= S&oKH Ex67a: 六边形透镜阵列 88
HVv m3qu4 Ex67b: 矩形透镜阵列 88
q5g_5^csM{ Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88
VQ!4(
<XD Ex67d: 矩形柱透镜 88
@Xoh@:j\ Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88
.U(6])%;@ Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88
-v9 (43 Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88
)%jS9e{d Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88
w8D8\`i!" Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88
pW ~;B*hF Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89
IRM jL.q Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89
ybJa: Ex69: 速率方程与瞬态响应 89
~^.,Ftkb@7 Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89
s;h `n$ Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92
qF3S\
C Ex69c: 速率方程与单步骤 92
x/1FQ>n:9 Ex69d:
半导体增益 92
f] 1 $` Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93
T2-x 1Sw_ Ex69f: 速率方程的数值举例 93
?bd!JW bg` Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93
IO #)r[JZ Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93
"Io-%S u+ Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93
NZ`6iK-V_ Ex69j: 稳态速率方程的解 93
\nOV2(FAT Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93
T J>Y J D Ex70: Udata命令的显示 93
W=2.0QmW Ex71: 纹影系统 94
Ew}G PJ Ex72: 测试ABCD等价系统 94
|QzJHP @ Ex73: 动态存储测试 95
aJm5`az) Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95
I-.? qcy~ Ex75: 锥面镜 95
:8n?G Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95
!5+9~/; Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97
^ &KH|qRrO Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97
~i^,Z&X: Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98
mp3 Dc Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔
N0fE *xo 。。。。后续还有目录
3s BWtz 对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系
p"\-iY] m";8 nm 
