[产品]激光与物理光学-《GLAD典型案例手册》 [复制链接]

前言 YEfa8'7R  
,)%al76E  
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。 :m*
r(i3  
&?L K>QV  
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。 dqwCyYC  
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。 N&g9z{m7  
df@IC@`pB  
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。 1F?`.~q  
Lc,`  
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。 XBQ]A89G  
不当之处，敬请指正！ sevaNs  
;Zfglid  
=#)Zm?[;  
目录 =7%1]  
前言 2 I2G4j/c=z  
1、传输中的相位因子与古伊相移 3 I*cB Ha  
2、带有反射壁的空心波导 7 7hAFK  
3、二元光学元件建模 14 (p4|,\+  
4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21 <vS J<WY  
5、大气像差与自适应光学 26 u&MlWKCi  
6、热晕效应 29 lm'L-ZPN  
7、部分相干光模拟 34 r|!w,>.  
8、谐振腔的优化设计 43 !YD~o/t@|  
9、共焦非稳腔模拟仿真 47 'r`#u@TTZ  
10、非稳环形腔模拟 53 p H&Tb4  
11、含有锥形反射镜的谐振腔 58 GFM$1}  
12、体全息模拟 63 r&F(VF0 6  
13、利用全息图实现加密和解密 68 5 :O7cBr  
14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75  L~F"  
15、拉曼放大器 80 }.md$N_F  
16、瞬态拉曼效应 90 vLQ!kB^\W  
17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97 ho*44=j  
18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104 Glz)-hjJ:n  
19、光学参量振荡器 109 [I/f(GK  
20、激光二极管泵浦的固体激光器 114 s7j#Yg  
21、ZIG-ZAG放大器 122 OsS5WY0H  
22、多程放大器 133 r!Ujy .R  
23、调Q激光器 153 8r"$o1!  
24、光纤耦合系统仿真 161 #1-y[w/  
25、相干增益模型 169 3GMRH;/w  
26、谐振腔往返传输内的采样 181 1rs`|iX5  
27、光纤激光器 191 8yr_A[S8.  
K/oC+Z;K  
GLAD案例索引手册 CKJ9YKu{W  
~!o
\uTVr  
目录 6=ukR=]v  
V}?d ,.m`{  
目   录 i SQ*dC  
}T<[JXh=J  
1J8okBhZ  
GLAD软件简介 1 q ld2<W  
Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2 lPcp 17U  
Ex1a: 基本输入 2 "Mt4
~vy  
Ex1b: RTF命令文件 3 P'Q|0lB  
Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4 tI651Wm9  
Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5 oK cgP  
Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5 8r7}6  
Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6 \ ;.W;!*  
Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6 UhQsT^b_  
Ex3: 单位选择 7 6{2LV&T=u  
Ex4: 变量、表达式和数值面 7 7:fC,2+  
Ex5: 简单透镜与平面镜 7 s>}ScJZK  
Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8 eWjLP{W  
Ex7:  mirror/global命令 8 wNsAVUjLe  
Ex8: 圆锥曲面反射镜 11 om$x;L6  
Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11 5DgfrX  
Ex8b: 离轴单抛物面 12 ^,@!L-<~(b  
Ex8c: 椭圆反射镜 12 Az+}[t  
Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12 2&*r1NXBE  
Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12 Tac7+=T  
Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17 LKtug>Me  
Ex10: 宏、变量和udata命令 17 \^<eJfD  
Ex11: 共焦非稳腔 17 d*
7nz=0&$  
Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18 !<!5;f8  
Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18 sZ`C "1cX  
Ex11c: 发散输出的非稳腔 19 J23Tst#s  
Ex11d: 注入相反模式的空腔 19 >T*/[{L8;  
Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20 W,</  
Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20 rLMjN#`^  
Ex13: 相位像差 20 HKA7|z9{  
Ex13a: 各种像差的显示 21 IooAXwOF  
Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23 CA2 ,  
Ex14: 光束拟合 23 wwnl_9a  
Ex15: 拦光 24 FBit/0  
Ex16: 光阑与拦光 24 #
X&`gDW  
Ex17: 拉曼增益器 25 Ap}^6_YXd  
Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26 yya"*]*S  
Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26 gg;&a(  
Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28 y%.^| G  
Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29 U=_O*n?N-d  
Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29 g'G"`)~ 2  
Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30 IipG?v0z~  
Ex24: 大气像差与自适应光学 31 YGy.39@31  
Ex24a: 大气像差 32 )4oTA@wR  
Ex24b: 准直光路中的大气像差 32 Fb#_(I[aj  
Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32 63b?-.!b  
Ex25: 地对空激光通讯系统 32 Kyy CS>  
Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34 H38ODWO3  
Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34 }S{#DgZ@X  
Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35 <0,c{e  
Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35 <^j,jX  
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 ${"+bWG2G!  
Ex28: 相位阵列 35 [}snKogp  
Ex28a: 相位阵列 35 Xy{\>}i]N  
Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35 3Qt-%=b&  
Ex29: 带有风切变的大气像差 35 V+7x_>!&)  
Ex30: 近场和远场的散斑现象 36 N}0-L$@SL  
Ex31: 热晕效应 36 _8$arjx=  
Ex31a: 无热晕效应传输 37 LfD70r\  
Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37 yLfb'Ba  
Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37 {Lj]++`fB]  
Ex32: 相位共轭镜 37 M7R.?nk  
Ex33: 稳定腔 38 DgOO\
 
Ex33a: 半共焦腔 38 a4gJ-FE  
Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，理想透镜 39 %X(iAoxbj  
Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39 `TvpKS5.Y  
Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39 sdq
8wn  
Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40 p|Po##E}g^  
Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40 JTuU}nm+  
Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41 #Z8=z*4  
Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41 H+&c=~D\_  
Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41 Bob K>db  
Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42 69)- )en  
Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42 E0XfM B]+  
Ex33k: 拓展腔与伪反射 42 e 5hq>K  
Ex33l: 谐振腔耦合 43 _hgu:  
Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45 2y6 e]D  
Ex34: 单向稳定腔 45 0pT?qsM2  
Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47 a6AD`| U8  
Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51 ^O_E T$  
Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53 W0GDn  
Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54 '0z-duu  
Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56 &6-udZB-  
Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56 m[~fT(NI  
Ex36: 有限差分传播函数 57 @1_M's;  
Ex36a: FDP与软孔径 58 KiN8N=
z  
Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58 "F nH>g-  
Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58 Y%AVC9(  
Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58 ,DUD4 [3  
Ex37b: 偏振，表面极化效应 60 fi*@m,-  
Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61 F91'5D,u0  
Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61 GAK!qLy9  
Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61 sTx23RJ9  
Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61 4\qnCf3  
Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62 p^u;]~JO  
Ex38: 剪切干涉仪 |tl4I2AV  
62 H+UA  
Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62 dtHB@\1  
Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64 ~(Wq 5<v  
Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64 kk6Af\NZ  
Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65 (~6oA f  
Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66 8KH|:>s=  
Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66 |KF_h^  
Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66 Fk01j;k.H  
Ex46: 光束整形滤波器 68 @LQe[`  
Ex47: 增益片的建模 68 [ +w=  
Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70 WCc7 MK  
Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70 .xnJT2uu'  
Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70 <Co\?h/<  
Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70 Gt>*y.]  
Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70 cB,O"-
  
Ex48: 倍频 70 D?yiK=:08`  
Ex49: 单模的倍频 71 VKI`@rY4  
Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71 x+niY;Z E  
Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71 fO6i  
Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72 >)E{Hs  
Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72 8_yhV{  
Ex52: 锥像差 72 cj=6_
k  
Ex53: 厄米高斯函数 74 2$G,pT1J  
Ex53a: 厄米高斯多项式 75 ;[pY>VJ(  
Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75 vwA d6Tm  
Ex54: 拉盖尔函数 75 q]}fW)r  
Ex55: 远场中的散斑效应 75 zQpF,N<b  
Ex56: F-P腔与相干光注入 75 L[M`LZpJo  
Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76 9 b?Nlk8d  
Ex56b: 在古伊相位附近对注入信号光进行扫面，峰值出现在140° 76 JL[xrK0  
Ex56c: 通过正交化确定损耗第二小的模式的古伊相位及其建立过程 76 <#c/uIN  
Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76 BO6u<cu"-  
Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76 [FhFeW>  
Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76 u">KE6um  
Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76
kkA5pbS  
Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77 (e,5 b  
Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79 F^La\cZ*'  
Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79 QQ1|]/)  
Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79 hq.XO=0"k  
Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79 M`1pze_A  
Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79 PcxCal4  
Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80 zh{:zT)(1  
Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80 HN7C+e4U~  
Ex59c:  2f透镜，焦平面扫描 80 /j}"4_.8  
Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80 CFo>D\*J  
Ex60a: 对散焦的简单优化 80 2<"kfan  
Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81 jv<C#0E^  
Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81 6;JlA})  
Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81 1?!z<<  
Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81
5Vq&w`sW  
Ex61: 对加速模型评估的优化 82 B)^uGSW  
Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82 (g>8!Gl  
Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85 'aLTiF+  
Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85 3rRN~$  
Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85 Tj[=E  
Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85 \xtY\q,[  
Ex65: 非相干成像与光学传递函数（OTF） 85 KG8:F].u(  
Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86 }{3
XbvC  
Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87 Qv v~nGq$  
Ex67a: 六边形透镜阵列 88 "2J$~2{N  
Ex67b: 矩形透镜阵列 88 c5vi Y|C^  
Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88 "$@Wy,yp  
Ex67d: 矩形柱透镜 88 }VetaO2*  
Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88 N^Bjw?3  
Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88 d z-  
Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88 reO^_q'  
Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88 *_Sx^`"X`l  
Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88 ,)u7PMs  
Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89 u)NmjW  
Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89 VZo,AP~  
Ex69: 速率方程与瞬态响应 89 uaiCyh1:  
Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89 N\f={O8E  
Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92 D(z}c,  
Ex69c: 速率方程与单步骤 92 =.<S3?  
Ex69d: 半导体增益 92 VH>?%aL  
Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93 PF6w'T 5  
Ex69f: 速率方程的数值举例 93 ]&oQ6  
Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93 =~|:93]k  
Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93 B'@a36  
Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93 n91@{U)QJ3  
Ex69j: 稳态速率方程的解 93 #z.QBG@  
Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93 *'BA# /
@  
Ex70: Udata命令的显示 93 Hea76P5$P+  
Ex71: 纹影系统 94 B#Q=Fo 6  
Ex72: 测试ABCD等价系统 94 px7<;(I  
Ex73: 动态存储测试 95 mW+QJ`3  
Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95 <0%X:q<  
Ex75: 锥面镜 95 >U%:Nfo3  
Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95 ]
C
L9N  
Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97 +6i~Rx>  
Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97 AhNy+p{  
Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98 ^y1P~4w?  
Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔 jdEqa$CXG  
。。。。后续还有目录 $h)VKW^\  
对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系 VK~ OL  
?J1x'/G