前言
a#T]*(Yq) MQin"\ 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。
}MUn/ [x v@# b}N0n 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。
H4]Ul
eU 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。
Ytgj|@jsp UwC=1 g U 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。
BL &LeSa svXR<7) # 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。
7 I>G{ 不当之处，敬请指正！
h;3 cd0 %c[ V -(K9s!C! . 目录
B7]MGXC 前言 2
'w1YFdW 1、传输中的相位因子与古伊相移 3
n("0%@ov 2、带有反射壁的空心波导 7
41SGWAd #: 3、二元光学元件建模 14
,!U=|c"k) 4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21
%6_AM 5、大气像差与自适应光学 26
;N RF=d > 6、热晕效应 29
)Pv9_XKJ 7、部分相干光模拟 34
sN5B7)Vc 8、谐振腔的
优化设计 43
" ?mJqA 9、共焦非稳腔模拟仿真 47
H*9~yT' Q 10、非稳环形腔模拟 53
p uT'y 11、含有锥形反射镜的谐振腔 58
%Z*sU/^ 12、体全息模拟 63
N<DGw?Rl 13、利用全息图实现加密和解密 68
Afk$?wk L 14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75
m>SEr xU(z 15、拉曼放大器 80
|.wEm;Bz 16、瞬态拉曼效应 90
B 2ec@]uD` 17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97
Ag@; 18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104
9Vf 1X z 19、光学参量振荡器 109
xC tmXo 20、激光二极管泵浦的固体
激光器 114
;V<fB/S.=+ 21、ZIG-ZAG放大器 122
":_ v K}5 22、多程放大器 133
_/O25% l 23、调Q激光器 153
W2.qhY 5 24、
光纤耦合系统仿真 161
/@|/^vld 25、相干增益模型 169
a+Ac[> 26、谐振腔往返传输内的采样 181
S%`0'lzzj 27、光纤激光器 191
MQ"xOcD*F NB< A>baL* GLAD案例索引手册
B,{K*-7)MX -I = l8m6L 目录
JY6
Q p #UbF9})q 目 录 i
{P*m;a`} 
i'\T R|qd GLAD案例索引手册实物照片
KIWe@e GLAD软件简介 1
QcpXn 4/* Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2
QV\eMuNy Ex1a: 基本输入 2
aE2.L;Tk? Ex1b: RTF命令文件 3
NQ6sGL Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4
NC38fiH_N Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5
F;]%V%F.X Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5
{D=@n4JO Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6
I(XOE$3 Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6
AF%@VLf Ex3: 单位选择 7
L`24 ?Y{ Ex4: 变量、表达式和数值面 7
^#sU*trr Ex5: 简单透镜与平面镜 7
#B\" '8# Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8
_]:z \TD n Ex7: mirror/global命令 8
*M"}z Ex8: 圆锥曲面反射镜 11
,{mCf ^ Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11
o>VVsH Ex8b: 离轴单抛物面 12
/bVoErf Ex8c: 椭圆反射镜 12
`*shF9.\C Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12
S m5H_m! Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12
q|),`.eh\ Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17
)+6MK(<" Ex10: 宏、变量和udata命令 17
=&:Y6XP Ex11: 共焦非稳腔 17
R47\Y Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18
L+q/){Dd( Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18
:eCU/BC4 Ex11c: 发散输出的非稳腔 19
cMOyo<F#^= Ex11d: 注入相反模式的空腔 19
sQ\8>[]
Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20
is-7
j7; Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20
=y!$/(H Ex13: 相位像差 20
}1upi=+ aE Ex13a: 各种像差的显示 21
{yExQbN Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23
\*<d{gZ~ Ex14: 光束拟合 23
U-3 i Ex15: 拦光 24
SBS3?hw
Ex16: 光阑与拦光 24
8#g1 P4 Ex17: 拉曼增益器 25
Bf8jPa / Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26
?pd8w#O Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26
KGFv"u{ Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28
.P"D Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29
>o=-$g z` Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29
n~V ]Z Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30
XD2v*l|Po Ex24: 大气像差与自适应光学 31
Qr{E[6 Ex24a: 大气像差 32
(R("H/6xs Ex24b: 准直光路中的大气像差 32
bXNk%W[n Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32
#e$5d>j( Ex25: 地对空激光通讯系统 32
Ptdpj)oi&Q Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34
1bn^.768l Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34
6l:qD` _ Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35
?o |f': Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35
jJPGrkr Ex27c: 转换镜后面的大气像差与微扰以及自适应光学的影响 35
fd.^h*'mU Ex28: 相位阵列 35
TJR:vr Ex28a: 相位阵列 35
/PSd9N*=y Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35
JV SA&c%3 Ex29: 带有风切变的大气像差 35
SR |`! Ex30: 近场和远场的散斑现象 36
Vo'T !e- B Ex31: 热晕效应 36
}xh$T'M8 Ex31a: 无热晕效应传输 37
}*S `qW;B Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37
R1$:~p2 m Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37
9j6QX ~, Ex32: 相位共轭镜 37
2$ze=
/ l Ex33: 稳定腔 38
gq'Y!BBQy Ex33a: 半共焦腔 38
z)r =+ - Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔
望远镜，理想透镜 39
4J/}]Dr5 Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39
7Bd- !$j+ Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39
[rV>57`YD Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40
waj0"u^# Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40
f @|A[>"V Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41
3!|;iJRH Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41
+Z !)^j Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41
cmU1!2.1E Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42
7 *`h/ Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42
=* c7i]@} Ex33k: 拓展腔与伪反射 42
(<xfCH
F5 Ex33l: 谐振腔耦合 43
gL *>[@RO Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45
SPY|K Ex34: 单向稳定腔 45
U`NjPZe5^ Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47
D!Pq4'd( Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51
+b3RkkC Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53
OX? \<), Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54
T^k7o^N> Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56
q!u~jI9 j Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56
:2rZcoNb. Ex36: 有限差分传播函数 57
B][U4WJ) Ex36a: FDP与软孔径 58
p;3O#n-_ Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58
I%j|D#qY:T Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58
R5 - @ Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58
_ 4U5 Ex37b: 偏振，表面极化效应 60
keX,d# Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61
pS'FI@.'{ Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61
bU2Z[sn. Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61
y[)> yq y Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61
PGhY>$q>b Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62
CR"|^{G Ex38: 剪切干涉仪
/-_h1.! 62
8m\7*l^D: Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62
4gz
H8sF Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64
mpU$ + Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64
v4`"1Ss,K Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65
0zlb0[ Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66
:toh0oB[ Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66
T?tgd J Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66
t4zkt!`B Ex46: 光束整形滤波器 68
C'.L20qW Ex47: 增益片的建模 68
t(NI-UXBp Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70
8pIP Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70
~=6xyc /c Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70
"4+ &-ms Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70
'MUv5 T h Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70
[65 `$x- Ex48: 倍频 70
5
ZGNz1)?V Ex49: 单模的倍频 71
bnq; )>& Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71
"55skmD.P Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71
M "p Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72
Wz49i9e+d Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72
7Bzq,2s Ex52: 锥像差 72
{JZZZY!n2 Ex53: 厄米高斯函数 74
|ef7bKU8 Ex53a: 厄米高斯多项式 75
N kb|Fd/s Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75
cu7hBf j Ex54: 拉盖尔函数 75
Y)0*b5?1r Ex55: 远场中的散斑效应 75
O`x;, 6Vr Ex56: F-P腔与相干光注入 75
V@e?#iz Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76
CrC^1K Ex56b: 在古伊相位附近对注入信号光进行扫面，峰值出现在140° 76
WM7oM~&{6 Ex56c: 通过正交化确定损耗第二小的模式的古伊相位及其建立过程 76
B( LWdap~ Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76
^84G%)`& Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76
o{* e'4 Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76
sJ;g$TB Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76
%p^wZtm Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77
W= ^#v Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79
#>b3"[ | Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79
[R(`W#W Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79
y~ AVei& Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79
&=Ar Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79
bv] `!g:
C Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80
:|V$\!o'U Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80
]/[FR 5> Ex59c: 2f透镜，焦平面扫描 80
A-Sv;/ yD_ Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80
>kj`7GA Ex60a: 对散焦的简单优化 80
N..yQ-6x? Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81
,&]S(|2%>t Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81
+%zA Qeb Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81
Bg urzS4- Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81
4IB9 ,?p Ex61: 对加速模型评估的优化 82
]fx"4qKM Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82
@Lpq~ 1eZB Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85
FcR=v0) , Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85
][gq#Vx @ Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85
1-%fo~!l Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85
b3&zjjQ Ex65: 非相干
成像与光学传递函数（OTF） 85
q+H%)kF Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86
;(f) &Yom Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87
@TLS<~ Ex67a: 六边形透镜阵列 88
wa<MRt W= Ex67b: 矩形透镜阵列 88
BWeA@v Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88
_X^1IaL Ex67d: 矩形柱透镜 88
-[ *,^Ti` Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88
]e" =$2d$ Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88
n Ot&pq7 Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88
oRm L
{UDZ Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88
K SbK EA Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88
*]ly0nP Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89
YZL kL26[ Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89
%q/62f7 ? Ex69: 速率方程与瞬态响应 89
"Q}#^ h]F Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89
1t:Q_j0Ym Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92
G"-?&)M#a Ex69c: 速率方程与单步骤 92
6LOnU~l, Ex69d:
半导体增益 92
p#01gB Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93
4^p5 &5F Ex69f: 速率方程的数值举例 93
b(*!$ EB Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93
;;_,~pI?k Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93
3B1X Zm Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93
RJL2J]*S Ex69j: 稳态速率方程的解 93
W 3]_m8,Z Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93
G! ]k#.^A, Ex70: Udata命令的显示 93
Nh8Q b/:: Ex71: 纹影系统 94
X@$f$ = Ex72: 测试ABCD等价系统 94
Upc+Ukw Ex73: 动态存储测试 95
Fz3fwLawI Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95
)_+rU|We Ex75: 锥面镜 95
@G BxL*e Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95
3VsW@SG7N Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97
D8inB+ /- Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97
ujDd1Bxf? Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98
~k \fhx Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔
T_s _p 。。。。后续还有目录
AJf4_+He 对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系
UR%/M V h hG4- HD 
