前言
X .F^$ Q e"pW\ 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。
<N,) G
|& , 6^ znOt 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。
j V gFZ, 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。
DciwQcG M@1r:4CoKH 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。
{Hmo1|_S| Y<"7x#AB! 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。
8N%Bn& 不当之处，敬请指正！
}V;+l8 :1q 4"tv| c)md 目录
sAJ7R(p 前言 2
-tsDMji~V 1、传输中的相位因子与古伊相移 3
8x{B~_~ 2、带有反射壁的空心波导 7
}}<Z,/O 3、二元光学元件建模 14
$QEilf;E 4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21
6 &Juv 5、大气像差与自适应光学 26
+y2[msBs 6、热晕效应 29
]{~NO{0@Y 7、部分相干光模拟 34
1=7jz ] t 8、谐振腔的
优化设计 43
5Ky#GuC 9、共焦非稳腔模拟仿真 47
&M/0 g]4p 10、非稳环形腔模拟 53
Q zZ;Ob]' 11、含有锥形反射镜的谐振腔 58
,vqr <H9e 12、体全息模拟 63
XMB[h 13、利用全息图实现加密和解密 68
IPSF]"}~ 14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75
j/T>2|dA& 15、拉曼放大器 80
=$8nUX` 16、瞬态拉曼效应 90
kPBV6+d~ 17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97
L\{IljA 18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104
e^YHJ>@ 19、光学参量振荡器 109
|sZ! 20、激光二极管泵浦的固体
激光器 114
Uawpfgc} 21、ZIG-ZAG放大器 122
dm "n% 22、多程放大器 133
1T_QX9 23、调Q激光器 153
I|-p3g8\ 24、
光纤耦合系统仿真 161
LW sP ya 25、相干增益模型 169
_{vkX<s 26、谐振腔往返传输内的采样 181
plu$h-$d 27、光纤激光器 191
m\>a,oZH iGDLZE+? GLAD案例索引手册
kL7#W9 ff Xyc2o 目录
G'zF)0oD #eU.p&Zc 目 录 i
C.^Ven 
.O*bILU GLAD案例索引手册实物照片
HBys GLAD软件简介 1
V]c;^ Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2
@\o z4^ Ex1a: 基本输入 2
cWGDee( Ex1b: RTF命令文件 3
}),w1/#5u8 Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4
b96%") Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5
<D&)OxEn\ Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5
iV FkYx%} Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6
3QSZ ZJ Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6
DcMJ^=r8O: Ex3: 单位选择 7
kpbm4t Ex4: 变量、表达式和数值面 7
{Y}dv`G#Iu Ex5: 简单透镜与平面镜 7
O9'x -A% Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8
HIGq%m=-x Ex7: mirror/global命令 8
S.B<pj gt Ex8: 圆锥曲面反射镜 11
@`-[;?> Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11
gx03xPeu Ex8b: 离轴单抛物面 12
Iu~\L0R427 Ex8c: 椭圆反射镜 12
V Km! Ri$ Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12
"'^4* o9 Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12
2 n b:) Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17
E$a ?LFa6 Ex10: 宏、变量和udata命令 17
O=) Ex11: 共焦非稳腔 17
_8}Ql T Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18
p\C%% Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18
'`Bm'Dd Ex11c: 发散输出的非稳腔 19
d_S*#/k Ex11d: 注入相反模式的空腔 19
~9F ,% Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20
4 > ^ K:/y Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20
'tN25$=V&W Ex13: 相位像差 20
M,j(=hRJ/E Ex13a: 各种像差的显示 21
= 5D nR Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23
=S[yE]v^ Ex14: 光束拟合 23
sfr(/mp( Ex15: 拦光 24
iFSJL,QZ3 Ex16: 光阑与拦光 24
KucV3-I Ex17: 拉曼增益器 25
d1!i(MaV! Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26
DlMe5=n -u Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26
.% '(9E Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28
e@@?AB$n( Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29
J68j=`Y Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29
UV}73Sp Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30
Mcw4!{l` Ex24: 大气像差与自适应光学 31
l ?Y_~Wuw Ex24a: 大气像差 32
oHM
] Ex24b: 准直光路中的大气像差 32
>Sa*`q3J Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32
W$JebW<z( Ex25: 地对空激光通讯系统 32
`<^VR[Mx Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34
$&|y<Y= Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34
oRN-xn g Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35
}MR1^ Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35
C\_zdADUb% Ex27c: 转换镜后面的大气像差与微扰以及自适应光学的影响 35
a m-b!l!q^ Ex28: 相位阵列 35
s57N) 0kP Ex28a: 相位阵列 35
}14 {2=!Q Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35
eLwTaW !C Ex29: 带有风切变的大气像差 35
bf_I9Z3m Ex30: 近场和远场的散斑现象 36
6{x,*[v Ex31: 热晕效应 36
DfJ2PX}q Ex31a: 无热晕效应传输 37
3qH QX?a Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37
eRbGZYrJ Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37
0Q1FL MLV Ex32: 相位共轭镜 37
#5sD{:f` Ex33: 稳定腔 38
qP!eJ6[Nh" Ex33a: 半共焦腔 38
f0+2t.tj Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔
望远镜，理想透镜 39
@vgG1w Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39
Bhp OXqg Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39
@/ J [t Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40
[#" =yzR<3 Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40
O^LTD#}$a) Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41
DPe]daF Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41
AJt!!cr s Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41
^\ ?O4,L Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42
g}&h l"j Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42
Y9SGRV( Ex33k: 拓展腔与伪反射 42
7 8n=nHS Ex33l: 谐振腔耦合 43
\u`)kJ5o1 Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45
Ot&:mT!2 Ex34: 单向稳定腔 45
l>lW]W Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47
sKLX [l Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51
LCXO>MXN Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53
Js g
I ' Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54
~:;3uL s,8 Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56
di9!lS $ Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56
.=9 s1 ~] Ex36: 有限差分传播函数 57
>Y W\~T Ex36a: FDP与软孔径 58
!=Y;h[J.p Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58
RnVtZ#SCh Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58
s*M@%_A? Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58
3HG;!D~m; Ex37b: 偏振，表面极化效应 60
B UUf;Vv Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61
|ifHSc.j< Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61
fi PIAT} Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61
W!$zXwY }( Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61
k0?ZYeHC Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62
k!jNOqbb Ex38: 剪切干涉仪
ir> ]r<Zl 62
nR
\' [~+ Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62
qOCJT Og7 Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64
|YJCWF bs8 Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64
4}v@C|.p Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65
|wxGpBau Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66
tury<* Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66
lYf+V8{ Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66
=<f-ob8, Ex46: 光束整形滤波器 68
PL0`d`TI Ex47: 增益片的建模 68
&Y|Xd4 : Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70
#~:P}<h Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70
wyc D>hc Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70
!KS F3sz Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70
"yb WD Wu Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70
4Tzd; P6_ Ex48: 倍频 70
}m]q}r Ex49: 单模的倍频 71
`T*U]/zQ Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71
@
$cUNvI Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71
huFz97?y( Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72
ul7o%Hs Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72
qG8s;_G Ex52: 锥像差 72
iCG`3(xL Ex53: 厄米高斯函数 74
?4t-caK^u Ex53a: 厄米高斯多项式 75
2f, B$-# Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75
8"'x)y Ex54: 拉盖尔函数 75
UP1?5Q=H]Q Ex55: 远场中的散斑效应 75
d<p 2/ aA Ex56: F-P腔与相干光注入 75
uPyVF-i Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76
~9pM%N
V 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
;#?M)o:q 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
m y^ak*N Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76
( `' 8Ww Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76
O_@2;iD^^ Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76
+}7fg82) Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76
#m. AN Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77
dT@UK^\ Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79
v L_zvX A Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79
^%bBW6eZ Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79
85U.wpG Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79
{g F0Xm% Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79
J}g~uW Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80
:{g7lTM Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80
=WZ%H_oxi Ex59c: 2f透镜，焦平面扫描 80
I@7/jUO Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80
HQVh+ ( Ex60a: 对散焦的简单优化 80
Y)HbxFF`/ Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81
`"y`AY/N Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81
I=dGq;Jaz Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81
97~K!'/^+y Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81
+H'\3^C- Ex61: 对加速模型评估的优化 82
a<Uqyilm Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82
q=c/B(II! Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85
W? ,$!]0 Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85
s${_K* g6 Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85
T-L5zu Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85
|"k&fkS$ Ex65: 非相干
成像与光学传递函数（OTF） 85
]
pPz@@xx Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86
B!,yfTk] Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87
hb^!LtF#Y Ex67a: 六边形透镜阵列 88
s OC&Q&eg Ex67b: 矩形透镜阵列 88
L'kq>1QWf Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88
KsdG(.I+ek Ex67d: 矩形柱透镜 88
QX Q Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88
D[Iq n Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88
V u]h4S : Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88
+$pJ5+v Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88
YB!!/ SX4 Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88
ia{kab|_5 Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89
:$H!@n*/R Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89
`F1dyf!p< Ex69: 速率方程与瞬态响应 89
Aka^e\Y@6* Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89
mvTb~) Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92
/8e W@IO.F Ex69c: 速率方程与单步骤 92
jM U9{Si Ex69d:
半导体增益 92
xb^ Mo. \[ Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93
vA?_-. J Ex69f: 速率方程的数值举例 93
H?:Jq\Ba0 Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93
X %4h(7;v Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93
&hN,xpC Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93
?SX_gYe9 Ex69j: 稳态速率方程的解 93
m^tNqJs8 Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93
U"5q;9#q Ex70: Udata命令的显示 93
MW@ DXbKVl Ex71: 纹影系统 94
Y6eEGo"K.+ Ex72: 测试ABCD等价系统 94
nR'#s%Kj Ex73: 动态存储测试 95
,IjdO(?T C Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95
_Y-$}KwY! Ex75: 锥面镜 95
c4|so= Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95
\ 3^Pjx Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97
,P@Qxn Q Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97
rSy aZ6# Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98
xH$%5@~ Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔
S}gD,7@ 。。。。后续还有目录
<o@ )SD~K 对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系
2LhE]O(_" *Mi6 
