[产品]激光与物理光学-《GLAD典型案例手册》 [复制链接]

前言 P3e}G-Oz  
,ma4bqRMc  
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。 N6R0$Br  
&$H7
vdWNy  
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。 K^6fg,&  
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。 }c]u'a!4  
z5tOsU  
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。 ;rvZ!/  
tKP zM  
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。 m)\wbkC  
不当之处，敬请指正！ +.3,(l  
=NNA7E7c  
,qUOPW?=  
目录
}LA7ku  
前言 2 1EmZ/@k/Y  
1、传输中的相位因子与古伊相移 3 @Jh;YDr`A  
2、带有反射壁的空心波导 7 bnZ`Wc*5b  
3、二元光学元件建模 14 8+|7*Ud  
4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21 ^J-"8%  
5、大气像差与自适应光学 26 h\<;N*Xi  
6、热晕效应 29 )O:T\{7+  
7、部分相干光模拟 34 h0c&}kM  
8、谐振腔的优化设计 43 x2M{=MExE.  
9、共焦非稳腔模拟仿真 47 b0:5i<"w6  
10、非稳环形腔模拟 53 0}4FwcCr\  
11、含有锥形反射镜的谐振腔 58 zNh$d;(O$^  
12、体全息模拟 63 H_&z-g`  
13、利用全息图实现加密和解密 68 UmNh0nS  
14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75 "k>;K,:  
15、拉曼放大器 80 8|2I/#F}]  
16、瞬态拉曼效应 90 (X|`|Y  
17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97 XEpwk,8*g  
18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104 y9::m]s  
19、光学参量振荡器 109 u.!<)VIJx  
20、激光二极管泵浦的固体激光器 114 R=m9[TgBm  
21、ZIG-ZAG放大器 122 Su>UXuNdE#  
22、多程放大器 133 d{FD.eI0  
23、调Q激光器 153 -;s-*$I  
24、光纤耦合系统仿真 161 VGL!)1
b  
25、相干增益模型 169 i-W!`1LH'  
26、谐振腔往返传输内的采样 181 ~=Q|EhF5  
27、光纤激光器 191 Q<UKR|6  
iJ%`ym4Y  
GLAD案例索引手册 O8<@+xlX  
~'u %66  
目录 #- z(]Y,y  
*
#&s+h,^  
目   录 i Z.{r%W{2  
R2B0?fu  
jHx)q|2\  
GLAD软件简介 1 1 GB  
Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2 Zt{\<5j  
Ex1a: 基本输入 2 $?Yw{%W  
Ex1b: RTF命令文件 3 +/Vi"  
Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4 uL[%R2  
Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5 a8[Q1Fa4|  
Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5 a"|\n_  
Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6 _!'sj=n]q  
Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6 $KGpcl  
Ex3: 单位选择 7 AQe~F  
Ex4: 变量、表达式和数值面 7 H,5##@X  
Ex5: 简单透镜与平面镜 7 EHC^ [5  
Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8 cQ<* (KU  
Ex7:  mirror/global命令 8 j"Vb8}  
Ex8: 圆锥曲面反射镜 11 Vo-]&u&cr  
Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11 jpW(w($XL  
Ex8b: 离轴单抛物面 12 9X[}ik0  
Ex8c: 椭圆反射镜 12 |0A:
0'uA!  
Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12 Uk0]A  
Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12 cojbuo  
Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17 c-, 6k  
Ex10: 宏、变量和udata命令 17 sJ(q.FRM'  
Ex11: 共焦非稳腔 17 .wv!;  
Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18 i<%  
Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18 }^/;8cfLY  
Ex11c: 发散输出的非稳腔 19 qf qp}g\  
Ex11d: 注入相反模式的空腔 19 <78LB/:  
Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20 7h3JH  
Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20 UW/{q`)  
Ex13: 相位像差 20 ]p.eFYDh7  
Ex13a: 各种像差的显示 21 xK8R![x  
Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23 _-.~>C  
Ex14: 光束拟合 23 0XNj!^&  
Ex15: 拦光 24 #:?MtVC  
Ex16: 光阑与拦光 24 H%\\-Z$#  
Ex17: 拉曼增益器 25 \jcEEIEi  
Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26 $EuWQq7OI2  
Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26 LN?b6s75U  
Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28 ?fXlrJ  
Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29 V^^nJs tV  
Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29 LbeMP  
Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30 P=jbr"5Q:  
Ex24: 大气像差与自适应光学 31 7:_\t!]  
Ex24a: 大气像差 32 G$buZspL'd  
Ex24b: 准直光路中的大气像差 32 s3LR6Z7;i  
Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32 ]&D;'),   
Ex25: 地对空激光通讯系统 32 tt7l%olw  
Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34 aF'9&A;q  
Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34 N>A*N,+  
Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35 qt#a_F*rV  
Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35 &2!F:L  
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 cP~?Iz8nD  
Ex28: 相位阵列 35 Cl+TjmOV\`  
Ex28a: 相位阵列 35 jKcnZu  
Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35 1wqsGad+;  
Ex29: 带有风切变的大气像差 35 CbA2?(1o1  
Ex30: 近场和远场的散斑现象 36 Qs*6wF  
Ex31: 热晕效应 36 32flOi:  
Ex31a: 无热晕效应传输 37 @zJhJ'~Sl  
Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37 ]o(&J7Z6-  
Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37 mmV
x',k  
Ex32: 相位共轭镜 37 X%1fMC  
Ex33: 稳定腔 38 F<UEipe/N  
Ex33a: 半共焦腔 38 O_p:`h:;M  
Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，理想透镜 39 f]BG`rJX  
Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39 &!3=eVg  
Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39 ,cvLvN8  
Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40 _faI*OY8  
Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40 SRN:!-  
Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41 04
2sjt  
Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41 ezt_ct/Z  
Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41 J]f\=;z;<a  
Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42 R;X8%'  
Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42 +McKyEa  
Ex33k: 拓展腔与伪反射 42 FRicHs n  
Ex33l: 谐振腔耦合 43 *mM+(]8US  
Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45 'U)|m  
Ex34: 单向稳定腔 45 {V!Jj6n  
Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47 u_o>v{&i  
Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51 / 4K*iq  
Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53 nFl=D=50-  
Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54 6/9h=-w&  
Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56 g#V3u=I8~  
Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56 =GQ?P*x|$  
Ex36: 有限差分传播函数 57 j~G^J  
Ex36a: FDP与软孔径 58 &Z+a (  
Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58 mmXLGLMd  
Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58 vpY|S2w)Bp  
Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58 BEM+FG  
Ex37b: 偏振，表面极化效应 60 qVF
z-!6b  
Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61 #ZIV>(Q\H  
Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61 1;ulqO  
Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61
`5`Pv'`  
Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61 eb:m
p/  
Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62 4];Qpln  
Ex38: 剪切干涉仪 $7
aRf'  
62 AQ-P3`bCb  
Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62 V|{ )P@Q  
Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64 (J): >\a]  
Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64 Zg7~&vs$  
Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65 c3|;'s  
Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66 `"m"qUd  
Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66 {"e/3  
Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66 _c%]RE  
Ex46: 光束整形滤波器 68 M6!kn~  
Ex47: 增益片的建模 68 +*g[hRw[  
Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70 qTiUha9  
Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70 pi5Al)0  
Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70 L.15EXAB  
Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70 4aAr|!8|h!  
Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70 T}P|uP  
Ex48: 倍频 70 SV]M]CAe  
Ex49: 单模的倍频 71 x#|P-^  
Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71 #l-,2C~  
Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71 -nO('(t  
Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72 oC U8;z  
Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72 ~SJOynSz,  
Ex52: 锥像差 72 &P!^k0NJR  
Ex53: 厄米高斯函数 74 Bl'  
Ex53a: 厄米高斯多项式 75 Bw"L!sZ  
Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75 uGJeQ  
Ex54: 拉盖尔函数 75 9XS+W w7  
Ex55: 远场中的散斑效应 75 vsoj] R$C  
Ex56: F-P腔与相干光注入 75 8ne'x!1 D  
Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76 itD1r?O{pV  
Ex56b: 在古伊相位附近对注入信号光进行扫面，峰值出现在140° 76 W1y,.6  
Ex56c: 通过正交化确定损耗第二小的模式的古伊相位及其建立过程 76 |82V`
CV  
Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76 *ARro Ndr  
Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76 X!,Ngmw.  
Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76 r7*[k[^[^  
Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76 y~1UU3k5  
Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77 NEZF q?  
Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79 LjXtOF  
Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79 Bi kCjP[b  
Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79 Qkqn~>  
Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79 f]5bAs  
Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79 QsDab4  
Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80 fQuphMOl6  
Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80 >6ch[W5k@  
Ex59c:  2f透镜，焦平面扫描 80 Bh2m,=``  
Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80 ,X\z#B  
Ex60a: 对散焦的简单优化 80 4_t aCK  
Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81 EE&~D~yHUL  
Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81 6Om-[^  
Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81 -mX _I{BJ  
Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81 Ks X@e)8u  
Ex61: 对加速模型评估的优化 82 i>,5b1x~  
Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82 w^`n  
Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85 66)@4 3V  
Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85 s/sH",  
Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85 Q6%m}R  
Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85 Ylt[Ks
<2  
Ex65: 非相干成像与光学传递函数（OTF） 85 3u{[(W}08  
Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86 O:lD>A4{  
Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87 9KXp0Q?-$  
Ex67a: 六边形透镜阵列 88 _E'M(.B<  
Ex67b: 矩形透镜阵列 88 Di-"y,[  
Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88 ,fET.s^|U  
Ex67d: 矩形柱透镜 88 "t"dz'  
Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88 }(M<sEK~  
Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88 92 Pp.
Rh  
Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88 ,=6Eju#P  
Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88 Fl*@@jQ8cV  
Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88 R"O9~s6N  
Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89 m(g$T  
Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89 7Zu!s]t  
Ex69: 速率方程与瞬态响应 89 #0xvxg%{  
Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89 8
%`Sx
[  
Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92 >t*zY~R.  
Ex69c: 速率方程与单步骤 92 SfL,_X]*  
Ex69d: 半导体增益 92 Z"!C  
Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93 b>2u>4  
Ex69f: 速率方程的数值举例 93 %WCpn<)  
Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93 rKJ%/7m  
Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93 E/s3@-/
 
Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93 0^["&K/  
Ex69j: 稳态速率方程的解 93 'Fc&"(!||  
Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93 gscsB4<  
Ex70: Udata命令的显示 93 qU2>V  
Ex71: 纹影系统 94 iNQk{n  
Ex72: 测试ABCD等价系统 94 *^.b}K%  
Ex73: 动态存储测试 95 E>'pMw  
Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95
Iv/yIS  
Ex75: 锥面镜 95 &Puu Xz<  
Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95 Xd|5{  
Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97 PCaa_ 2  
Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97 Brpin  
Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98 l0Pg`wH,  
Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔 j/Bzbjq"  
。。。。后续还有目录 dr/!wr'&hS  
对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系 hgVwoZ{`]  
/pb7