前言
#rps2nf.j fG`<L ;wi 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。
Ok *aP+Wq u A=x~-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。
C7 hJ E - 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。
vgyv~Px]AW :JI&ngWK 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。
(Y[q2b DV6B_A{kI 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。
xnp5XhU 不当之处，敬请指正！
yE3l%<;q ]Av)N6$&-Z #[<XN s!" 目录
xDtJ& 6uFw 前言 2
V\=QAN^ 1、传输中的相位因子与古伊相移 3
V `,tu `6 2、带有反射壁的空心波导 7
?Z {:[. 3、二元光学元件建模 14
:#pfv)W6t 4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21
6M) 4v{F 5、大气像差与自适应光学 26
k O8W> 6、热晕效应 29
=]Vrl -a`^ 7、部分相干光模拟 34
'(.vB~m7*+ 8、谐振腔的
优化设计 43
j 56Dt_ 9、共焦非稳腔模拟仿真 47
@qaK5 10、非稳环形腔模拟 53
^5,B6 11、含有锥形反射镜的谐振腔 58
q>^x ,:L 12、体全息模拟 63
4Ww.CkRG 13、利用全息图实现加密和解密 68
ndB [f 14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75
FKVf_Ncf% 15、拉曼放大器 80
4^>FN"Ve`B 16、瞬态拉曼效应 90
T=- $ok`G 17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97
2(%C 18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104
:TTZ@ q 19、光学参量振荡器 109
"6}
#65 20、激光二极管泵浦的固体
激光器 114
Ic,V ,#my 21、ZIG-ZAG放大器 122
$ Lf-Gi 22、多程放大器 133
fd CN?p[_ 23、调Q激光器 153
YS|Ve*t(L= 24、
光纤耦合系统仿真 161
B]C 9f 25、相干增益模型 169
tXu_ o6] 26、谐振腔往返传输内的采样 181
rF>7
>wq 27、光纤激光器 191
z}sBx 9; B?|url6h GLAD案例索引手册
P m} *(pmFEc 目录
G|,'6|$jE ^CtA@4 目 录 i
uz8Y)b 
JS:AHJSz GLAD案例索引手册实物照片
_ +? v'# GLAD软件简介 1
3u g-cq Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2
d_r1 }+ao Ex1a: 基本输入 2
<:gNx%R Ex1b: RTF命令文件 3
Kz`g Q |S Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4
= yy7P[D Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5
}0(.HMiGj Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5
h+<F,0 Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6
?--EIA8mfp Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6
N*CcJp{Q Ex3: 单位选择 7
#y4+O;{ Ex4: 变量、表达式和数值面 7
/ A{/ Ex5: 简单透镜与平面镜 7
XFx p ^ Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8
'G J'Vli Ex7: mirror/global命令 8
4#c-?mh_ Ex8: 圆锥曲面反射镜 11
g /v" E+ Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11
G$HXc$OY Ex8b: 离轴单抛物面 12
VBe .&b 8 Ex8c: 椭圆反射镜 12
r: :LQ$ Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12
61"w>;d6 Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12
rgOc+[X Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17
k:JlC(^h Ex10: 宏、变量和udata命令 17
'U8% ! Ex11: 共焦非稳腔 17
JJ=%\j Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18
UOwEA9q% Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18
u#&ZD| Ex11c: 发散输出的非稳腔 19
UW?(-_8 Ex11d: 注入相反模式的空腔 19
BA
9c-Ay Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20
/ ~\ I Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20
),u)#`.l
G Ex13: 相位像差 20
Munal=wL Ex13a: 各种像差的显示 21
F=qG +T Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23
4sCzUvI~Y1 Ex14: 光束拟合 23
/eI]!a Ex15: 拦光 24
m [t4XK Ex16: 光阑与拦光 24
)^^Eh=Kbj Ex17: 拉曼增益器 25
ys#V_ysb Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26
:w+2L4lGs Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26
4U1!SR]s Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28
>Y\$9W=t Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29
pm 4"Q!K Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29
gq +| Hr Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30
0:SR29(p1 Ex24: 大气像差与自适应光学 31
i4XE26B;e Ex24a: 大气像差 32
;*Z.|?3 MM Ex24b: 准直光路中的大气像差 32
mTsl"A> Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32
VYj*LiR Ex25: 地对空激光通讯系统 32
`BA,_N |6 Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34
Q-qM" 8I Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34
JO^E x1c Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35
PU\?eA Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35
@ -ms_Z 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
W_sAk~uK/ Ex28: 相位阵列 35
x2M'!VK>n1 Ex28a: 相位阵列 35
"iC*Eoz#. Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35
q|N/vkqPz Ex29: 带有风切变的大气像差 35
L,<5 l?u Ex30: 近场和远场的散斑现象 36
a1 I"Sh Ex31: 热晕效应 36
> Wbt_%dKy Ex31a: 无热晕效应传输 37
#go! "H L Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37
E<|p9,M Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37
'0juZ~>} Ex32: 相位共轭镜 37
4 )U,A~ ! Ex33: 稳定腔 38
r z Ex33a: 半共焦腔 38
!|1GraiS Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔
望远镜，理想透镜 39
k^vsQ'TD Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39
iLyJ7zby Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39
1syI%I1 Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40
QS*!3? % Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40
yHka7D Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41
#:5vN-9? Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41
&QoV(%:] Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41
%~`y82r6 Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42
j?YZOO>X Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42
t5qNfiKC Ex33k: 拓展腔与伪反射 42
C]xKdP Qj% Ex33l: 谐振腔耦合 43
(}|QSf: Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45
t. 7KS: Ex34: 单向稳定腔 45
BJ]4j-^o Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47
S\F;b{S1 Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51
'rX!E,59 Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53
LWpM-eW1q Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54
'4L0=G:A<q Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56
v`Iw:?)% Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56
{ } #W~1` Ex36: 有限差分传播函数 57
JS&=V 67[ Ex36a: FDP与软孔径 58
<yxEGjm Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58
_I&];WM\ Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58
=Z($n: m=* Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58
C|@6rr9TA Ex37b: 偏振，表面极化效应 60
^x:%_ yG Y Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61
3V,$FS ] Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61
?0U. 1N Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61
t81}jD Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61
78iu<L+If Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62
h{ R>L s Ex38: 剪切干涉仪
$Ka-ZPy<# 62
EqN_VT@ Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62
( }E ] g Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64
<A g`pZ<s Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64
tY1M7B^~ Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65
;~2RWj=- Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66
e)Be*J]4 Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66
>AbgJ*X. Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66
&<s[(w!%% Ex46: 光束整形滤波器 68
@F+zME Ex47: 增益片的建模 68
Spns hv8 Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70
bpQ5B'9 Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70
`<0{U]m Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70
x }8 U\ Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70
#i8] f{ Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70
J << Ph Ex48: 倍频 70
Q :<&<i=I Ex49: 单模的倍频 71
.+;;-]}) Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71
v(=?ge YLo Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71
g3} K Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72
?gp:uxq, . Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72
.ykCmznf* Ex52: 锥像差 72
y@5{.jsr_ Ex53: 厄米高斯函数 74
:{(` ;fJ Ex53a: 厄米高斯多项式 75
U]aH 4 N Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75
]dx6E6 A,
Ex54: 拉盖尔函数 75
Z'vic#
Ex55: 远场中的散斑效应 75
Fp_?1 y Ex56: F-P腔与相干光注入 75
qqmhh_[T Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76
n#{z"G Ex56b: 在古伊相位附近对注入信号光进行扫面，峰值出现在140° 76
O% 1X[ Ex56c: 通过正交化确定损耗第二小的模式的古伊相位及其建立过程 76
doI cO,Q Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76
oVG/[e|c' Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76
0gR!W3dh Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76
XZ8#8Di8 Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76
#6'x-Z_ Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77
!e+^}s Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79
*Zj2*e{Z9U Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79
@w%{yzr% Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79
(}]ae* Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79
B4hT(;k Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79
^
#6Ei9di Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80
[>rX/a%c Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80
j9V*f
HK Ex59c: 2f透镜，焦平面扫描 80
R-L *N$@! Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80
jkzC^aG Ex60a: 对散焦的简单优化 80
8PR1RC J Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81
s+EJXox w Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81
R\^n2gK Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81
p\"WX Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81
Sk ~ ( t Ex61: 对加速模型评估的优化 82
$.7 Ov| Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82
O|5Z-r0< Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85
$Ur-Q d Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85
0q@U># Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85
*dTI4k Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85
cZ<@1I5QK Ex65: 非相干
成像与光学传递函数（OTF） 85
4i DlBs+ Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86
3 NLC~CJ Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87
1x"S^j
Ex67a: 六边形透镜阵列 88
%, Pwo{SH Ex67b: 矩形透镜阵列 88
k*?Axk# Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88
LW"p/`#< Ex67d: 矩形柱透镜 88
U2l DTRt Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88
q|;Sn Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88
-Um|: [*I Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88
F$| Ec9 Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88
-n aj.omG| Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88
F!LVyY"w Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89
rJ@yOed["b Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89
W=[.. d Ex69: 速率方程与瞬态响应 89
@ TvoCDeI Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89
b?=>)':f Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92
g9rsw7 Ex69c: 速率方程与单步骤 92
l$>))cW! Ex69d:
半导体增益 92
p+t79F.js Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93
f|U
J%}$v; Ex69f: 速率方程的数值举例 93
v>4kF _N Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93
2l 8TX #K Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93
&fI x2ZM[ Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93
AUan^Om Ex69j: 稳态速率方程的解 93
H.n+CR Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93
_#kjiJj * Ex70: Udata命令的显示 93
M FHc>O
DA Ex71: 纹影系统 94
SWrt 4G Ex72: 测试ABCD等价系统 94
:~%
zX* Ex73: 动态存储测试 95
#S*@RKSE|7 Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95
4X()D {uR Ex75: 锥面镜 95
, :10 Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95
uT X0lu ; Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97
m^9[k,;K Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97
"G(^v?x:P Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98
`:4\RcTb/ Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔
M_ GN3 。。。。后续还有目录
2E*k@ 对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系
m9&MTR D\ Dd=iYM m7 
