前言
BP @tI| Rtz~:v% 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。
Zh;wQCDj 6!"wiM"] 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。
o& FOp' 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。
"H[K3 yiQ ?p:DM 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。
@6yc^DAA ZI! : 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。
jeWv~JA%L| 不当之处，敬请指正！
(T#$0RFq Cjr]l! ^ #<L!yo^ 目录
B#S8j18 M 前言 2
P M [_0b 1、传输中的相位因子与古伊相移 3
'G l~P><e 2、带有反射壁的空心波导 7
W+!U VU pW 3、二元光学元件建模 14
XqmB%g( 4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21
'JMW.;Lh?X 5、大气像差与自适应光学 26
g= $U&H gs 6、热晕效应 29
g77M5(ME 7、部分相干光模拟 34
6/S. sj ~ 8、谐振腔的
优化设计 43
hJ{ u!:4 9、共焦非稳腔模拟仿真 47
9) 1Ye 10、非稳环形腔模拟 53
NS z } 11、含有锥形反射镜的谐振腔 58
VQHB}Y@^ 12、体全息模拟 63
C*b[J 13、利用全息图实现加密和解密 68
9Vm1q!lE 14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75
sWo`dZ\6WB 15、拉曼放大器 80
5q0L<GOrj 16、瞬态拉曼效应 90
ZX:rqc 17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97
UmWXv#q\l 18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104
7yfh4-1M 19、光学参量振荡器 109
jXE:aWQht 20、激光二极管泵浦的固体
激光器 114
TM(y%!\ 21、ZIG-ZAG放大器 122
3@I0j/1#k1 22、多程放大器 133
$o?U = 23、调Q激光器 153
ae s k. 24、
光纤耦合系统仿真 161
)*]A$\Oc[ 25、相干增益模型 169
rpR yB9 26、谐振腔往返传输内的采样 181
X!Z)V)@J8 27、光纤激光器 191
9O 3 # d Wn=s F,c GLAD案例索引手册
"V>}-G& +<1 |apS1 目录
[_'A(. ~-zTY& c_ 目 录 i
skc yLIb 
jjV'`Vy) GLAD案例索引手册实物照片
_cs(f<>oCO GLAD软件简介 1
ki'$P.v{$w Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2
G*9 >TavE Ex1a: 基本输入 2
$v@$C4 Ex1b: RTF命令文件 3
031"D*W'i Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4
eK:?~BI! Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5
>)ekb 7 Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5
;0 B1P|7zK Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6
$IE}fgA@5 Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6
uslu-|b!% Ex3: 单位选择 7
1c0' i Ex4: 变量、表达式和数值面 7
Zt!# KSF7% Ex5: 简单透镜与平面镜 7
A O:F*%Q u Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8
TRm#H $ Ex7: mirror/global命令 8
4{u Q}ea Ex8: 圆锥曲面反射镜 11
@Ul3J )= m Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11
:VT%d{Vp_ Ex8b: 离轴单抛物面 12
44ty,M 3 Ex8c: 椭圆反射镜 12
72s qt5C] Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12
Nu"v
.]Y2 Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12
{6ZSf[Y6B Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17
;l*%IMB Ex10: 宏、变量和udata命令 17
/q IQE&V- Ex11: 共焦非稳腔 17
_a Fe9+y Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18
r
W`7< 3 Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18
vkE`T5?? Ex11c: 发散输出的非稳腔 19
"b hK %N; Ex11d: 注入相反模式的空腔 19
|0i{z(B Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20
_c>ww<*3 Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20
Ku ,wI86 Ex13: 相位像差 20
#"UO`2~`l Ex13a: 各种像差的显示 21
dC({B3#e{ Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23
@Y/&qpo$#W Ex14: 光束拟合 23
;|Mfq` s Ex15: 拦光 24
`"=>lu2H Ex16: 光阑与拦光 24
inGUN?? Ex17: 拉曼增益器 25
_Xd"'cXw Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26
01?+j%k=m/ Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26
>_2~uF@pb Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28
DPT6]pl"y Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29
K+}0:W=P Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29
zTa5 N Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30
Am F[#)90P Ex24: 大气像差与自适应光学 31
AO7[SHDZ Ex24a: 大气像差 32
B "_O! Ex24b: 准直光路中的大气像差 32
M3jUnp& Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32
Q7aPW\- Ex25: 地对空激光通讯系统 32
1#=9DD$4 Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34
\78E>(`' Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34
4 Im>2 ) Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35
B.; qvuM~ Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35
9A"s7iJ) Ex27c: 转换镜后面的大气像差与微扰以及自适应光学的影响 35
@U_ CnhPQq Ex28: 相位阵列 35
\\ k=N(n Ex28a: 相位阵列 35
LaQ7A,] Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35
|}4\Gm Ex29: 带有风切变的大气像差 35
P2'N4?2 Ex30: 近场和远场的散斑现象 36
JVIFpN" ` Ex31: 热晕效应 36
SZKYq8ZA)V Ex31a: 无热晕效应传输 37
[Qnf]n\FJ Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37
'[WL8,.Q Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37
lOt7 ij(,L Ex32: 相位共轭镜 37
=Dq &lm,n Ex33: 稳定腔 38
relt7 sK Ex33a: 半共焦腔 38
]6e(-v!U Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔
望远镜，理想透镜 39
*S}@DoXS Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39
NT+.E[J6 Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39
%R >n5m Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40
hS ,&Nj+ Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40
8s)b[Z5 Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41
zFjz%:0 Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41
~q3O,bb{ Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41
PLkS-B Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42
T`E0_ZU; Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42
HEVj K$ Ex33k: 拓展腔与伪反射 42
\\R}3 >Wc Ex33l: 谐振腔耦合 43
(xb2H~WrN Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45
1d< b\P0 Ex34: 单向稳定腔 45
wOf8\s1 Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47
fmixWL7.Zg Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51
D&):2F^9. Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53
N0p6xg~ Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54
p}QDX*/sSu Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56
r-y;"h' Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56
yUnV%@. Ex36: 有限差分传播函数 57
J9[7AiEd(/ Ex36a: FDP与软孔径 58
86=W}eV1r Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58
pT|s#-} Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58
D|ceZ <9x Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58
d^=)n-!T Ex37b: 偏振，表面极化效应 60
t$$Yi O Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61
T_D3WH p Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61
^s{F f+]W Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61
V[(fE=cIN~ Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61
c -k3<|H` Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62
_{jC?rzb Ex38: 剪切干涉仪
} .A]=Ew 62
~LS</_N Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62
'V?FeWp Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64
!i t orSl Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64
K) }1; Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65
F-s{#V1= Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66
DKj iooD Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66
_8.TPB]no Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66
@%,~5{Ir Ex46: 光束整形滤波器 68
7su2A>Ix Ex47: 增益片的建模 68
Onq^|r's& Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70
5f7id7SI Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70
H0s*Lb Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70
oJ4HvrUO Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70
vL@<l^`$0 Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70
gHPJiiC v Ex48: 倍频 70
~LuGfPO^ Ex49: 单模的倍频 71
Kzrd<h]`) Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71
f 0H.$UAL Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71
g!}]FQBb Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72
)J[m>tyY5 Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72
j1;[6XG Ex52: 锥像差 72
+ALrHFG Ex53: 厄米高斯函数 74
Ye3o}G9z Ex53a: 厄米高斯多项式 75
v/ N[)< Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75
v^ ^Ibv Ex54: 拉盖尔函数 75
Es+ I]o0K Ex55: 远场中的散斑效应 75
+bE{g@%@ + Ex56: F-P腔与相干光注入 75
R$awo/'^ Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76
/F;2wT; 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
vcFR Td 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
_p 6 r5Y Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76
AAQ!8! Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76
f5*qlQJFz\ Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76
l 6bY!I> Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76
A M[f Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77
D>y5&` Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79
i F+:j8
b Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79
b#?sx"z Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79
` D(V_WZ Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79
m538p.(LIR Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79
]R""L<K%HF Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80
R5ra*!|L) Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80
(B4)L % Ex59c: 2f透镜，焦平面扫描 80
2A\b-;4EP Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80
\(pwHNSafk Ex60a: 对散焦的简单优化 80
Ga 5s9wC Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81
@ ;!I PiU Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81
r2SZC`Z}-M Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81
DujVV(+I Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81
1Of(O ! Ex61: 对加速模型评估的优化 82
=H)]HxEEM Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82
:"Xnu% 1 Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85
uaO.7QSwN Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85
q%x i>H.:{ Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85
2L&c91=wE Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85
aM
$2lR])J Ex65: 非相干
成像与光学传递函数（OTF） 85
/[_aK0 U3 Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86
e#/&A5#Ya Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87
sY!JB7!j Ex67a: 六边形透镜阵列 88
9HJYrzf{% Ex67b: 矩形透镜阵列 88
{j$2=0Cec Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88
o6A$)m5V Ex67d: 矩形柱透镜 88
Nqj@p<y/q Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88
UK,bfLPt~ Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88
T!,5dt8L Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88
iQ" LIeD Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88
_fS\p|W (E Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88
B}TY + @ Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89
I-^sJ@V; Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89
:j`f%Vg~x Ex69: 速率方程与瞬态响应 89
`"65 _?B i Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89
^gcB+ Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92
32K& IfV Ex69c: 速率方程与单步骤 92
!M 8_PC*a Ex69d:
半导体增益 92
YA
pC|R,^ Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93
"9P @bA Ex69f: 速率方程的数值举例 93
~u$ cX1M Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93
9KX% O-' Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93
; +\h$ Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93
#Gi`s?
Ex69j: 稳态速率方程的解 93
!(q@sw( Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93
8$~oiK%fw Ex70: Udata命令的显示 93
_p8u
&TZ Ex71: 纹影系统 94
,+df=>$W Ex72: 测试ABCD等价系统 94
!AXLoq$SY Ex73: 动态存储测试 95
xy: Mb =r Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95
b\JU%89 Ex75: 锥面镜 95
:oy2mi; Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95
a2.6 S./ Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97
/%;J1 {O Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97
h rSH)LbJ Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98
U Y*`R Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔
1av#u:jy~> 。。。。后续还有目录
f5F-h0HF`[ 对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系
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