[产品]激光与物理光学-《GLAD典型案例手册》 [复制链接]

前言 (1IYOlG4  
JkShtLEr  
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。 [g<Y,0,J  
VdL*"i  
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。 f`<elWgc"  
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。 t|PQ4g<  
zEVQ[y6BcM  
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。 ^yLhL^Y  
YY zUg  
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*";A  
不当之处，敬请指正！ 22OfbwCb  
_^/k  
I=[Ir8};  
目录 4%B0H>  
前言 2 tgyW:<iv  
1、传输中的相位因子与古伊相移 3 @>fsg-|  
2、带有反射壁的空心波导 7 _jb'HP  
3、二元光学元件建模 14 .} O@<t  
4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21 I1pnF61U  
5、大气像差与自适应光学 26 ]4ib^R~Z  
6、热晕效应 29 $-)T  
7、部分相干光模拟 34 $fCKK&Wy  
8、谐振腔的优化设计 43 O=[Q>\p  
9、共焦非稳腔模拟仿真 47 ;~-ZN?8   
10、非稳环形腔模拟 53 a,|Hn  
11、含有锥形反射镜的谐振腔 58 5rb<u>e{  
12、体全息模拟 63 2U|"]tpM&  
13、利用全息图实现加密和解密 68 kzk8b?rOA  
14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75 i/.#`  
15、拉曼放大器 80 wrQ02?  
16、瞬态拉曼效应 90 ;kI)j ?  
17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97 b/{$#[oP`  
18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104 ^Gi7th,  
19、光学参量振荡器 109 EQWRfx?d  
20、激光二极管泵浦的固体激光器 114 5e3p9K`5  
21、ZIG-ZAG放大器 122 0QP=$X  
22、多程放大器 133 " Tk,  
23、调Q激光器 153 Kf-XL),3l  
24、光纤耦合系统仿真 161 ;`O9YbP#  
25、相干增益模型 169 Ze!/b|`xI  
26、谐振腔往返传输内的采样 181 ~GE|,Np  
27、光纤激光器 191 h`
dHk]O  
2 g\O/oz  
GLAD案例索引手册 (mr*Thy`@  
0bpGPG's&  
目录 KPVu-{_Fi  
!gJTKQX4  
目   录 i D<hX%VJ%M  
=xQPg0g  
!1ZItJ74#  
GLAD软件简介 1 H:EK&$sU  
Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2 s#'Vasu  
Ex1a: 基本输入 2  aGOS9  
Ex1b: RTF命令文件 3 &q&~&j'[  
Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4 [+d~He  
Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5 !</U"P:L  
Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5 lVuBo&  
Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6 rd>>=~vx=/  
Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6 ^&\pY  
Ex3: 单位选择 7 >k ==7#P  
Ex4: 变量、表达式和数值面 7 G1-r$7\  
Ex5: 简单透镜与平面镜 7 [p'A?-  
Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8 ,A&`WE  
Ex7:  mirror/global命令 8 JMk2OK{0  
Ex8: 圆锥曲面反射镜 11 CA1Jjm=  
Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11 }3, 4B-8!  
Ex8b: 离轴单抛物面 12 mzCd@<T,  
Ex8c: 椭圆反射镜 12 ,Ne9x\F  
Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12 H | C3{9  
Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12 /0cm7[a?  
Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17 _M&n~ r  
Ex10: 宏、变量和udata命令 17 15VvZ![$V  
Ex11: 共焦非稳腔 17 M,
W-,l ]  
Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18 h oO847  
Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18 yZ!~m3Q  
Ex11c: 发散输出的非稳腔 19 _k :BY  
Ex11d: 注入相反模式的空腔 19 $vK,Gugcx  
Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20 +1I7K|M  
Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20 [ #ih o(/  
Ex13: 相位像差 20 TQ:h[6v  
Ex13a: 各种像差的显示 21 [m4M#Lg\0  
Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23 =E$bZe8  
Ex14: 光束拟合 23 Qn|8Ic` *  
Ex15: 拦光 24 "N">RjJ"  
Ex16: 光阑与拦光 24 sPb}A$'  
Ex17: 拉曼增益器 25 tAo$;|  
Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26 1ni72iz\  
Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26 ps?su`  
Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28 J5{  
Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29 +=Q:g,kP  
Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29 ).`v&-cK4E  
Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30 lxCAZa\  
Ex24: 大气像差与自适应光学 31 ?(U;T!n  
Ex24a: 大气像差 32 =fH5r_n  
Ex24b: 准直光路中的大气像差 32 $&qLrKJ  
Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32 $a8,C\me?  
Ex25: 地对空激光通讯系统 32 FZ}^)u}o  
Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34 *iY:R  
Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34 N@Oe[X8  
Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35
XZ{rKf2  
Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35 {qlcTc  
Ex27c: 转换镜后面的大气像差与微扰以及自适应光学的影响 35 `k*;%}X\  
Ex28: 相位阵列 35  0Gc:+c7{  
Ex28a: 相位阵列 35 9D &vxKE  
Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35 Xn?.Od(  
Ex29: 带有风切变的大气像差 35 #AP;GoIf"j  
Ex30: 近场和远场的散斑现象 36 &SPY'GQ!  
Ex31: 热晕效应 36 glc<(V  
Ex31a: 无热晕效应传输 37 1_Ks*7vuq  
Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37 tl{{Vc[  
Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37 '^C *%"I]  
Ex32: 相位共轭镜 37 qBcbMa9m  
Ex33: 稳定腔 38 Nd"IW${Kg  
Ex33a: 半共焦腔 38 T)%6"rPL3!  
Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，理想透镜 39 (J.Z+s$:2  
Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39 0>Td4qr+u  
Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39 I^( pZ9  
Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40 4X*U~}  
Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40 %'i_iF8.  
Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41 ItvcN  
Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41 ?%su?L  
Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41 7sQHz.4  
Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42 !;mn]wR>a  
Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42 N$#~&  
Ex33k: 拓展腔与伪反射 42 t2vm&jk  
Ex33l: 谐振腔耦合 43 2}XRqa.|  
Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45 3uxf n=E  
Ex34: 单向稳定腔 45 
oJ*,a  
Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47 T@{ab1KV  
Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51 G u_\ySV/y  
Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53 /O.Ql,6[  
Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54 z/h]Jos  
Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56 t:V._@  
Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56 4h_YVG]ur  
Ex36: 有限差分传播函数 57 9B;WjXSe  
Ex36a: FDP与软孔径 58 [zm@hxym  
Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58 /n(0w`
 
Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58 wu eDedz\  
Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58 DBsoa0w  
Ex37b: 偏振，表面极化效应 60 C|Y[T{g?t  
Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61 ^X+qut+~  
Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61
) 3"!Q+  
Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61 LxGD=b  
Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61 ^^7@khmNl  
Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62  !QvmzuK  
Ex38: 剪切干涉仪 .tGz,z}  
62 7gV9
m9#  
Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62 *xpn-hCp<  
Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64 2Sa{=x N)  
Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64 ?D2a"a$^  
Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65 ~GX ]K H  
Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66 ; U7P{e05  
Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66 )-1e}VF(U  
Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66 qD\9h`a  
Ex46: 光束整形滤波器 68 4U}J?EB?K  
Ex47: 增益片的建模 68 6,jCO@!   
Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70 %{4U\4d@'  
Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70 4Eu'_
>"a  
Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70 Q|{b8K  
Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70 =b
ja\r{  
Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70 IAGY-+8e  
Ex48: 倍频 70 l3ogMRq@  
Ex49: 单模的倍频 71 41d+z>a]  
Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71 <yX u!  
Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71 E9I08AODS  
Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72 w{dRf!b69  
Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72 Y DHP-0?  
Ex52: 锥像差 72 K-\wx5#l/  
Ex53: 厄米高斯函数 74 cf$ hIB)Oi  
Ex53a: 厄米高斯多项式 75 VVAcbAGJ  
Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75 aXqig&:  
Ex54: 拉盖尔函数 75 d9U)O6=  
Ex55: 远场中的散斑效应 75 &PL=nI\)  
Ex56: F-P腔与相干光注入 75 Mb[4_D
c  
Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76 R31Z(vY  
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 )P 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 GVlT+Rs7  
Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76 YJHb\Cf.  
Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76 $ -<(geI  
Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76 <_t]?XHB[  
Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76 "&f|<g5  
Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77 l#T%N@
X  
Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79 |5dNJF8;Q  
Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79 b/m.VL  
Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79 QgYt(/S  
Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79 WxO+cB+?  
Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79 BI-'&kPk  
Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80 x+za6e_k"  
Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80 wGT>Xh!  
Ex59c:  2f透镜，焦平面扫描 80 _<mY|  
Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80 }za pN v  
Ex60a: 对散焦的简单优化 80 gy,)%{,G  
Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81 n!~ $Z/  
Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81 p.8  
Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81 !LpjTMYs  
Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81 |4pl}:g/Z  
Ex61: 对加速模型评估的优化 82 B=n90XO |  
Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82 r^msJ|k8[  
Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85 BH~zeJ*Pr  
Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85 ke;=Vg|  
Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85 n.'Ps+G(  
Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85 L"
dN $ A  
Ex65: 非相干成像与光学传递函数（OTF） 85 T{^mh(3/"  
Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86 B[
7,Hy,R  
Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87 #prYZcHv:_  
Ex67a: 六边形透镜阵列 88 nIlTzrf6  
Ex67b: 矩形透镜阵列 88 YuVlD/  
Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88 :/5GHfyj  
Ex67d: 矩形柱透镜 88 ic!% }S?  
Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88 `@1e{?$  
Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88 LprGsqr:  
Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88 J!~kqNI  
Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88 1QD4
9)  
Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88 =X5w=(&  
Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89 LVdR,'lS  
Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89 '-N5F  
Ex69: 速率方程与瞬态响应 89 MS#*3Md&y  
Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89 u tkdL4G}'  
Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92 sxRKWM@4  
Ex69c: 速率方程与单步骤 92 ackeq#  
Ex69d: 半导体增益 92 Z}vDP^rf  
Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93 cU ?F D  
Ex69f: 速率方程的数值举例 93 UNiK6h_%  
Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93 ]v>[r?X#V  
Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93 gXs9qY%=  
Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93 1fIx@  
Ex69j: 稳态速率方程的解 93 "HqmS  
Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93 Q=DMfJ"  
Ex70: Udata命令的显示 93 RR+kjK?  
Ex71: 纹影系统 94 @VIY=qh  
Ex72: 测试ABCD等价系统 94 M1NdlAAf  
Ex73: 动态存储测试 95 ??.aLeF&  
Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95 |X XO0  
Ex75: 锥面镜 95 J| wk})?  
Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95 hPz=Ec<zW  
Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97 WH39=)D%u  
Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97 iQ2}*:Jc$  
Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98 M"p%CbcI]  
Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔 zx]r.V  
。。。。后续还有目录 {t! &x:  
对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系 ge?0>UU;~  
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