前言
Jyz$&jqyr' SL\y\G aV 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。
)< x;ra^ ~ut& U 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。
WP@JrnxO\` 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。
Va/@#=,q] 9p\wTzA 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。
({H+ y
9n w(e+o.: 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。
5nxS+`Pn.) 不当之处，敬请指正！
:U-US|)(2 !8" $d_=h LcpyW=)}"V 目录
v1"g!%U6 前言 2
H ?=pWB 1、传输中的相位因子与古伊相移 3
pT
ocqJ22 2、带有反射壁的空心波导 7
A"bSNHCKF 3、二元光学元件建模 14
9OQ0Yc!3 4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21
1hMX(N&| 5、大气像差与自适应光学 26
A K~`pq[. 6、热晕效应 29
0,~6TV<K 7、部分相干光模拟 34
y[^k*,=
9 8、谐振腔的
优化设计 43
l#5~ t|\ 9、共焦非稳腔模拟仿真 47
-e `oW.+ 10、非稳环形腔模拟 53
].k+Nzf _ 11、含有锥形反射镜的谐振腔 58
8=n9hLhqo 12、体全息模拟 63
_@BRpLs:4 13、利用全息图实现加密和解密 68
: p \(y 14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75
\&\_>X., 15、拉曼放大器 80
:!+}XT7)/ 16、瞬态拉曼效应 90
j*eUF-J1 17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97
!Ig|m+ 18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104
H 4 }%;m% 19、光学参量振荡器 109
QX/X {h6 20、激光二极管泵浦的固体
激光器 114
't0+:o">: 21、ZIG-ZAG放大器 122
68koQgI[^ 22、多程放大器 133
WNn[L= f 23、调Q激光器 153
Y o~LckF F 24、
光纤耦合系统仿真 161
Ge^zX$.' 25、相干增益模型 169
Z>(r9 R3{ 26、谐振腔往返传输内的采样 181
C%}]"0Q1 27、光纤激光器 191
; ~Q biK)&6|`sa GLAD案例索引手册
_pz,okO[V GI2eJK 目录
oUJj 5iu} &a%WM 目 录 i
g$*/ XSr( 
n S_Ta GLAD案例索引手册实物照片
!_CX2| GLAD软件简介 1
!c3```* Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2
1R0ffP] Ex1a: 基本输入 2
nNt*} k Ex1b: RTF命令文件 3
403[oOj Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4
Bk?8 zYp Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5
NH7`5mF$ Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5
aWyUu/g<A` Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6
e^j<jV`1 Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6
4p.^'2m Ex3: 单位选择 7
, i?) Ex4: 变量、表达式和数值面 7
""co6qo #> Ex5: 简单透镜与平面镜 7
! Eq#[Gs Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8
o^3FL||P#r Ex7: mirror/global命令 8
`
^DjE dUN Ex8: 圆锥曲面反射镜 11
7f tR 4 Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11
PK_ s#uC Ex8b: 离轴单抛物面 12
9YB2 e84j Ex8c: 椭圆反射镜 12
i+g~ Uj}h Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12
.*BA 1sjE Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12
JIzY,%`\ Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17
O|QUNr9 Ex10: 宏、变量和udata命令 17
(8.{+8o Ex11: 共焦非稳腔 17
Fh K&@@_ Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18
LheFQ A Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18
OTj,O77k Ex11c: 发散输出的非稳腔 19
GcT;e5D Ex11d: 注入相反模式的空腔 19
n Zfs=@w:y Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20
C5|db{=\.* Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20
l
_+6=u Ex13: 相位像差 20
H3 , ut Ex13a: 各种像差的显示 21
AEY$@!8
Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23
RT^v:paNT2 Ex14: 光束拟合 23
yEq#Dr Ex15: 拦光 24
Q $~n/ Ex16: 光阑与拦光 24
44 \cI]!{ Ex17: 拉曼增益器 25
U3E&n1AA Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26
@Y}uZ'jt' Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26
d H?
ScXM= Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28
5{K}?*3hJ Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29
[ %}u= }@ Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29
y+9h~,:A Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30
(&[[46 Ex24: 大气像差与自适应光学 31
; Y"N6% Ex24a: 大气像差 32
TJ(K3/)Z Ex24b: 准直光路中的大气像差 32
)}MHx`KT2 Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32
#]E(N~ Ex25: 地对空激光通讯系统 32
['q&@_d7 Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34
8 Ti G3 Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34
ff e1lw% Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35
>Kivuc Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35
\K
iwUz 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
%0,-.(h Ex28: 相位阵列 35
CST I?A"P Ex28a: 相位阵列 35
>?l OE
-}^ Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35
QAPu<rdJP Ex29: 带有风切变的大气像差 35
47r&8C+&\ Ex30: 近场和远场的散斑现象 36
t<j^q`;@v Ex31: 热晕效应 36
Sv'y e Ex31a: 无热晕效应传输 37
w Q+8\ s= Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37
ytz SAbj Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37
*\uM.m0$ Ex32: 相位共轭镜 37
ememce,Np Ex33: 稳定腔 38
jS.g]k Ex33a: 半共焦腔 38
b:J(b? Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔
望远镜，理想透镜 39
"Tc W4U9 Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39
<#M`5 X. Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39
$ ((6=39s Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40
Oakb' Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40
Y&HK 1>M_ Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41
}8-\A7T Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41
ccFn.($p?, Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41
7nU6k%_ % Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42
SqA
J-_~ Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42
h#r^teui) Ex33k: 拓展腔与伪反射 42
& fC!(Oy Ex33l: 谐振腔耦合 43
Lw1EWN6}_& Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45
!y:%0{l Ex34: 单向稳定腔 45
OZY, @c Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47
H*^\h ?s Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51
x NK1h- t Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53
= &wmWy Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54
3REx45M2 Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56
g*UMG> Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56
wXMDh$ Ex36: 有限差分传播函数 57
i':i_kU Ex36a: FDP与软孔径 58
A -
YBQPE Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58
tR0pH8?e" Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58
-|k)tvAm Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58
X?:o;wB Ex37b: 偏振，表面极化效应 60
fWc|gq Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61
$rF=_D6 Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61
0MMEo~dih Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61
h^9"i3H Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61
b- U
eIjX Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62
[H<bh% Ex38: 剪切干涉仪
F~:O.$f]G 62
>T2 LE W Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62
,#FL M` Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64
B
vo5-P6XY Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64
~\)qi= Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65
:A
%^^F% Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66
3A:q7#m Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66
W7"{r)7 Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66
*[ #;j$m Ex46: 光束整形滤波器 68
3f " %G\ Ex47: 增益片的建模 68
n79QJl / Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70
znJhP}( Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70
Q|Y0,1eVp| Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70
$Nrm!/)*'} Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70
.:p2Tbo Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70
hz;|NW{u Ex48: 倍频 70
XC 7?VE Ex49: 单模的倍频 71
b`yZ|j'ikd Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71
]<(]u#g_d Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71
9)xUA;Qw?z Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72
~R$~&x (b Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72
SG}V[Glk Ex52: 锥像差 72
G2 2NQ~w8 Ex53: 厄米高斯函数 74
iovfo2!hD Ex53a: 厄米高斯多项式 75
0]QRsVz+ Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75
>Vy>O &r Ex54: 拉盖尔函数 75
b2 _Yu^ Ex55: 远场中的散斑效应 75
alh >"9~! Ex56: F-P腔与相干光注入 75
aQ^umrj@?9 Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76
-9RDr\&`( 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
v_e9}yI 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
l`kWz5[~ Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76
%ms'n Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76
b'MSkEiQG Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76
r`)L ~/ Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76
M(#m0x B Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77
+^*iZ6{+7 Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79
SN4Q))dAU Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79
U\/5;Txy( Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79
D7Y)?Z5A; Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79
(-]r~Ol^ Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79
+("7ZK? Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80
zR!o {8 Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80
+&zYZA 8v Ex59c: 2f透镜，焦平面扫描 80
Kp+CH7I* Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80
n JPyM/p Ex60a: 对散焦的简单优化 80
WI]o cF Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81
o=FE5"t Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81
]9}HEu;1M Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81
=rdY
@ Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81
Ii7QJ:^ Ex61: 对加速模型评估的优化 82
dU\%Cq-G ) Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82
iU6Gp-<M , Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85
|ZodlYF Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85
.jy]8S8[|% Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85
-{^}"N Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85
TO%dw^{_` Ex65: 非相干
成像与光学传递函数（OTF） 85
7'NwJ ,$6\ Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86
Y+K|1r Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87
/1?R?N2>0 Ex67a: 六边形透镜阵列 88
cyxuK *x< Ex67b: 矩形透镜阵列 88
Ra * e5 Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88
b64
@s2] Ex67d: 矩形柱透镜 88
P0 `Mdk371 Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88
;3_l@dP" Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88
L
8{\r$ Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88
eY{+~|KZ Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88
7JSNYT H Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88
.9O$G2'oh Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89
EUsI% p Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89
j~ j\\Y Ex69: 速率方程与瞬态响应 89
*T0q|P~o% Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89
Kscd}f)yx? Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92
wP,JjPUt Ex69c: 速率方程与单步骤 92
s,a}? W Ex69d:
半导体增益 92
1s1=rZ! Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93
qRbf2; Ex69f: 速率方程的数值举例 93
= 2w4C_ Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93
}w4QP+ x Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93
V. wqZ {G Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93
dMR3)CO Ex69j: 稳态速率方程的解 93
h*ZC*eV> Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93
=_Y G#yS Ex70: Udata命令的显示 93
t4?DpE Ex71: 纹影系统 94
+2 A f&~T Ex72: 测试ABCD等价系统 94
$ cj>2. Ex73: 动态存储测试 95
Z $J#| Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95
1~ $) ;US Ex75: 锥面镜 95
#97h6m? Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95
u4Em%:Xj Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97
|p$spQ Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97
qC'{ ;ko Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98
a#T]*(Yq) Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔
\@&_>us 。。。。后续还有目录
/ g 2b 对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系
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