[产品]激光与物理光学-《GLAD典型案例手册》 [复制链接]

前言 (BtU\f#d  
ZiY2N*,VO  
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。 ^k%+ao  

wuY-f4  
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。 {@L{l1|0  
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。 >F^$ ' b]  
!QAndg{;D  
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。 6{i0i9Tb  
2X' H^t]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。 [V_
mF  
不当之处，敬请指正！ }N-UlL(  
;p*L(8<YI  
%P1zb7:8  
目录 9nQyPb6  
前言 2 j,].88H  
1、传输中的相位因子与古伊相移 3 +7OE,RoQ  
2、带有反射壁的空心波导 7 $I-iq @  
3、二元光学元件建模 14 YhglL!pC  
4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21 <5KoK!H  
5、大气像差与自适应光学 26 1f^oW[w&  
6、热晕效应 29 zx"EAF{  
7、部分相干光模拟 34 *{5}m(5F  
8、谐振腔的优化设计 43 +e>G V61  
9、共焦非稳腔模拟仿真 47 +1qvT_  
10、非稳环形腔模拟 53 "fNv(> -7s  
11、含有锥形反射镜的谐振腔 58 _6.@^\;  
12、体全息模拟 63 o|n;{zT"  
13、利用全息图实现加密和解密 68 BYB9M  
14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75 R-n%3oh  
15、拉曼放大器 80 1G`5FU  
16、瞬态拉曼效应 90 sR PQr?  
17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97 Rq(+zL(f  
18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104 BSy4 d>  
19、光学参量振荡器 109
{DvWa|  
20、激光二极管泵浦的固体激光器 114 L ~Vw`C  
21、ZIG-ZAG放大器 122 o>]w76A^(  
22、多程放大器 133 w0js_P-uv  
23、调Q激光器 153 Yy[=E\z  
24、光纤耦合系统仿真 161 oKSW:A  
25、相干增益模型 169 yT3K 2A  
26、谐振腔往返传输内的采样 181 ArX*3
 
27、光纤激光器 191 i-0AcN./p  
A+Je?3/.  
GLAD案例索引手册 coaJDg+  
-$s1k~o  
目录 zXGI{P0O  
0=`aXb-  
目   录 i rf$[8d  
%E,-dw  
P'_ aNU  
GLAD软件简介 1 *sfz+8Y  
Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2 Obc,   
Ex1a: 基本输入 2 35-FD{  
Ex1b: RTF命令文件 3 5.0;xz}#y  
Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4 *qMjoP,  
Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5 qy\SOAh  
Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5 ,h3,&,  
Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6 AsZyPybq  
Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6 Z-U3TrSI  
Ex3: 单位选择 7 d9D*w/clMi  
Ex4: 变量、表达式和数值面 7 #lVSQZO~a  
Ex5: 简单透镜与平面镜 7 %ULd_ES^  
Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8 0Z%<H\Z  
Ex7:  mirror/global命令 8 71&`6#  
Ex8: 圆锥曲面反射镜 11 !})3Fb  
Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11 mOjl0n[To]  
Ex8b: 离轴单抛物面 12 ";0-9*I  
Ex8c: 椭圆反射镜 12 Q%GLT,f1.  
Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12 SR)@'-Wd  
Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12 |("5 :m  
Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17 p|*b] 36  
Ex10: 宏、变量和udata命令 17 &zP\K~Nt  
Ex11: 共焦非稳腔 17 gY=+G6;=<  
Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18 @D<Q'7mLh  
Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18 1 gRR  
Ex11c: 发散输出的非稳腔 19 v#IZSBvuQK  
Ex11d: 注入相反模式的空腔 19 UgO\+cI  
Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20 }% |GV  
Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20 p@znmn-  
Ex13: 相位像差 20 Sag\wKV8  
Ex13a: 各种像差的显示 21 h"nv[0!)  
Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23 ~Uz|sQ*G  
Ex14: 光束拟合 23 1hp@.Fv  
Ex15: 拦光 24 /%N~$ &wW  
Ex16: 光阑与拦光 24 [c6_6q As  
Ex17: 拉曼增益器 25 7 ~ Bo*UM  
Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26 ?at~il$z'  
Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26 a-DE-V Uls  
Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28 8%U)EU  
Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29 BQ&h&57K  
Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29 1-gX=8]]  
Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30 2Z..~1r  
Ex24: 大气像差与自适应光学 31 MN)<Tr2f  
Ex24a: 大气像差 32 B "}GAk}V  
Ex24b: 准直光路中的大气像差 32 %s)E}cGH  
Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32 PwNLJj+%  
Ex25: 地对空激光通讯系统 32 I3aEg  
Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34 (/Y gcT  
Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34 `0 F"zu  
Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35 f%auz4CZz  
Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35 ~E`A,  
Ex27c: 转换镜后面的大气像差与微扰以及自适应光学的影响 35 D{z=)'/F  
Ex28: 相位阵列 35 ~d5{Q?T)  
Ex28a: 相位阵列 35 eZJOI1wNp  
Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35 s^v,i CH{  
Ex29: 带有风切变的大气像差 35 j+ys&pDczm  
Ex30: 近场和远场的散斑现象 36 %r,2ZLZ  
Ex31: 热晕效应 36 bFx?HM.AGW  
Ex31a: 无热晕效应传输 37 !kKKJ~,;  
Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37 =O_[9kuJ  
Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37 Hm^p^,}_x  
Ex32: 相位共轭镜 37 :3Jh f$  
Ex33: 稳定腔 38 E0h!%/+-L  
Ex33a: 半共焦腔 38 %yrP: fg/  
Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，理想透镜 39 ?%0i,p@<  
Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39 dX3>j{_  
Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39 (c_hX(  
Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40 XF$C)id2p  
Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40 XZT( :(  
Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41 (jyJ-qe  
Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41 dCyQCA[  
Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41 UX9o  
Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42 aH#|Lrd
J  
Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42 J8D-a!  
Ex33k: 拓展腔与伪反射 42 t-Fl"@s
 
Ex33l: 谐振腔耦合 43 liB>~DVC  
Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45 Y{'G2)e  
Ex34: 单向稳定腔 45 Kj>_XaFCg!  
Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47 [(K^x?\Y0'  
Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51 \ a<Ye T  
Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53 p5'\< gQ  
Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54 zC^Ib&gm>,  
Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56 abv]  
Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56 1f:k:Y9i  
Ex36: 有限差分传播函数 57 =@f;s<v/  
Ex36a: FDP与软孔径 58 x"d*
[m  
Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58 33C#iR1(WJ  
Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58 ]_,~q@
r$  
Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58 `jkn*:m  
Ex37b: 偏振，表面极化效应 60 Vqr&)i"b$  
Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61 }A;Xd/,'r  
Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61 d
A~6{*)  
Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61 *dl@)~i  
Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61 RinRQd  
Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62 ?m.4f&X  
Ex38: 剪切干涉仪 %"6IAt  
62 G#C)]4[n  
Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62 xVPGl
U  
Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64 &
Hqu`A/^  
Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64 V+q RDQ  
Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65 re*/JkDq3K  
Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66 l]Sui_+ZU  
Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66 hg~fFj3ST  
Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66 gs3}rW  
Ex46: 光束整形滤波器 68 90!Ib~7zH  
Ex47: 增益片的建模 68 ^
s*} 0
 
Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70 H6eGLg={  
Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70 H#y"3E<s  
Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70 8FITcK^  
Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70 @:@rks&  
Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70 AQ5v`xE4  
Ex48: 倍频 70 wMoAvA_oS  
Ex49: 单模的倍频 71 #rwR)9iC0  
Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71 F8I<4S  
Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71 JNz0!wi  
Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72 wGH@I_cy>  
Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72 ZJ(!jc$"*%  
Ex52: 锥像差 72 K/-D 5U  
Ex53: 厄米高斯函数 74 s$_#T  
Ex53a: 厄米高斯多项式 75 C(t/:?(y  
Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75 vo-{3]u#=  
Ex54: 拉盖尔函数 75 (
YOgQ)},  
Ex55: 远场中的散斑效应 75 c"ztrKQQ  
Ex56: F-P腔与相干光注入 75 M=A9ax  
Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76 CmOb+:4@K  
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 <GN?J.B  
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 xTMTkVa+B  
Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76 3@L%#]xwi  
Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76 @El<"\  
Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76 M\f0 =`g  
Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76 rzHa&:Y  
Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77 [ UJj*n  
Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79 s|'L0` <B  
Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79 v3Yj2LSqx  
Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79 ise}> A!t  
Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79 sh2bhv]  
Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79 rE:>G]j6  
Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80 eZi<C}z  
Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80 >lmL  
Ex59c:  2f透镜，焦平面扫描 80 G m! ]   
Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80 dk/*%a +  
Ex60a: 对散焦的简单优化 80 }i:'f2/  
Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81 beE%%C]X  
Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81  /GUuu  
Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81 rR~X>+K  
Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81 ~x:]ch|  
Ex61: 对加速模型评估的优化 82 ;g jp&g9Q  
Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82 ~*Qpv
&y)  
Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85 ud D[hPJd  
Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85 us%RQ8=k  
Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85 ;7k7/f:  
Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85 4 G[hU4L  
Ex65: 非相干成像与光学传递函数（OTF） 85 rbbu
SI  
Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86 Zd ,=  
Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87 J *?_SnZ  
Ex67a: 六边形透镜阵列 88 qhtAtP>i"  
Ex67b: 矩形透镜阵列 88 ,r;d{  
Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88 |81N/]EER  
Ex67d: 矩形柱透镜 88 ~+yo;[1Yc  
Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88 wtS*w  
Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88 W2qQKv  
Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88 GuvF    
Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88 79g>7<vp  
Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88 T l(uqY?9  
Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89 v^fOT5\  
Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89 3G|fo4g  
Ex69: 速率方程与瞬态响应 89 #/<Y!qV&  
Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89 `|Z@UPHzG  
Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92 J6D$ i+  
Ex69c: 速率方程与单步骤 92 a&Du5(r;!  
Ex69d: 半导体增益 92 Zb;$
ZUWQX  
Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93 e~]e9-L>I  
Ex69f: 速率方程的数值举例 93 g8A{aHb1}  
Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93 ItE~MJ5p  
Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93 _C=[bI@  
Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93 BrMp_M  
Ex69j: 稳态速率方程的解 93 Q$/FgS  
Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93 XYF~Q9~  
Ex70: Udata命令的显示 93 }AZx/[k |z  
Ex71: 纹影系统 94 _6zP]|VBr  
Ex72: 测试ABCD等价系统 94 jYID44$  
Ex73: 动态存储测试 95 _J~ta.  
Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95 14!a)Ijl  
Ex75: 锥面镜 95 h_
GBx|c  
Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95 {<[tYZmj.  
Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97 ]V^.!=gh$  
Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97 Prz+kPP  
Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98 f?^Oy!1]  
Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔 h=r< B\Pa  
。。。。后续还有目录 *1S.9L  
对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系 42wC."A  
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