[产品]激光与物理光学-《GLAD典型案例手册》 [复制链接]

前言 FBx_c;)9Z  
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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。 zGKyN@o  
+gd4\ZG  
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。 C%d_@*82  
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。 &LO"g0w  
f()FY<b  
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。 }%b;vzkG5  
"Z Htr<+  
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。 L`f^y;Y.  
不当之处，敬请指正！ 1"Z@Q`}  
+#U|skl  
!+>v[(OzM  
目录 =4V&*go*\  
前言 2 ^;!0j9"*:  
1、传输中的相位因子与古伊相移 3 ,B?~-2cCz  
2、带有反射壁的空心波导 7 glDcUCF3  
3、二元光学元件建模 14 lC:k7<0Ji  
4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21 ^b:(jI*l  
5、大气像差与自适应光学 26 &'cL%.  
6、热晕效应 29 X%z }VA  
7、部分相干光模拟 34 ojYbR<jn9  
8、谐振腔的优化设计 43 mxor1P#|  
9、共焦非稳腔模拟仿真 47 !cKz7?w  
10、非稳环形腔模拟 53 Lg8nj< TF  
11、含有锥形反射镜的谐振腔 58 ^`un'5Vk  
12、体全息模拟 63 u\&b4=nL  
13、利用全息图实现加密和解密 68 afjtn_IB  
14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75 QXCH(5as  
15、拉曼放大器 80 fYKOJ5f  
16、瞬态拉曼效应 90 "$s~SIUB  
17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97 =*p/F  
18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104 4iSa7YqhBT  
19、光学参量振荡器 109 ;&H4u)  
20、激光二极管泵浦的固体激光器 114 21k5I #U  
21、ZIG-ZAG放大器 122 /Mb"V5S(W  
22、多程放大器 133 ),%6V5a+E  
23、调Q激光器 153 Y5fLmPza  
24、光纤耦合系统仿真 161 zD?oXs  
25、相干增益模型 169 {vAE:W.s  
26、谐振腔往返传输内的采样 181 Gt9&)/#  
27、光纤激光器 191 Gy=B&boZ  
Aw&tP[N[  
GLAD案例索引手册 ]HpA5q1ck  
a0r"N[&  
目录 hiNEJ_f  
^vG8#A}]  
目   录 i J2uZmEt  
1lv2@QH9  
v[Kxja;  
GLAD软件简介 1 oK 6(HF'&  
Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2 C6rg<tCH  
Ex1a: 基本输入 2 OY?y^45y  
Ex1b: RTF命令文件 3 Df3rV'/~  
Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4
R8.CC1Ix  
Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5 Y@PI {;!  
Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5 2NB L}x  
Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6 q^6+!&"  
Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6 V!)O6?l  
Ex3: 单位选择 7 \QmCeB  
Ex4: 变量、表达式和数值面 7 \U@rg4  
Ex5: 简单透镜与平面镜 7 fS^!ZPe1  
Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8 Nj("|`9"  
Ex7:  mirror/global命令 8 II
q1\khh  
Ex8: 圆锥曲面反射镜 11 Ivb4P`{  
Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11 eb*#'\~'  
Ex8b: 离轴单抛物面 12 =y=cW1TG  
Ex8c: 椭圆反射镜 12 P./VmY'  
Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12 !UFfsNiXZ  
Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12 z0/} !  
Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17 9cJH"  
Ex10: 宏、变量和udata命令 17 %vBhLaE  
Ex11: 共焦非稳腔 17 4DTzSy:x  
Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18 y-CX}B#j  
Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18 N
/GQt\tV<  
Ex11c: 发散输出的非稳腔 19 $+7`Dy!  
Ex11d: 注入相反模式的空腔 19 ([xo9FP;  
Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20 dDnf^7q/  
Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20 2B,] -Mu)  
Ex13: 相位像差 20 z $MV%F  
Ex13a: 各种像差的显示 21 VN%INUi@  
Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23 xU%w=0z<  
Ex14: 光束拟合 23 u[{tb  
Ex15: 拦光 24 JgHM?AWg|  
Ex16: 光阑与拦光 24 \e`~i@) ~Z  
Ex17: 拉曼增益器 25 2.d|G`  
Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26 umd
G(osR  
Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26 >2By +/!X  
Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28 t='# |');  
Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29 cW+t#>'r  
Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29 [CAR[ g&  
Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30 &N;-J2M  
Ex24: 大气像差与自适应光学 31 /Wf^hA  
Ex24a: 大气像差 32 &.Zb,r$Y  
Ex24b: 准直光路中的大气像差 32 eAqz3#_My  
Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32 e)?Fi  
Ex25: 地对空激光通讯系统 32 e${)w-R/e  
Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34 o-o'z'9  
Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34 Uo-`>7  
Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35 J/3_C6U
Z  
Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35 HOBP`lf  
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 oTT7M`P3h  
Ex28: 相位阵列 35 u<nLag
  
Ex28a: 相位阵列 35 H)(:8~c,p  
Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35 cCR+D.F  
Ex29: 带有风切变的大气像差 35 =w$}m_AM  
Ex30: 近场和远场的散斑现象 36 n#iwb0-  
Ex31: 热晕效应 36 ~(]0k.\  
Ex31a: 无热晕效应传输 37 hI(SOsKs  
Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37 Q3"}Hl2  
Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37 u!:z.RH8n  
Ex32: 相位共轭镜 37 tlA"B{7  
Ex33: 稳定腔 38 kHqztg  
Ex33a: 半共焦腔 38 Zy09L}59P  
Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，理想透镜 39 h;jIYxj  
Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39 Zc?ppO  
Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39 YTw#JOO  
Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40 HE
GKX]  
Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40 )Jv[xY~  
Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41 f0T,ul,  
Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41 >,DbNmi  
Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41 *FJZiPy
 
Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42 B7"PIkk;  
Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42 _A0w[n  
Ex33k: 拓展腔与伪反射 42 J"FC%\|  
Ex33l: 谐振腔耦合 43 [=|jZVhT  
Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45 !`7B^RZ  
Ex34: 单向稳定腔 45 CXCpqcC  
Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47 TFcT3]R[rL  
Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51 4npqJ1  
Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53 {f{ZHi|  
Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54 Ig5L$bAM~  
Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56 &
=/  
Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56 wYlf^~#
"  
Ex36: 有限差分传播函数 57 %K]euEqs  
Ex36a: FDP与软孔径 58 4BwQA#zE  
Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58 w
K}\_2?  
Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58 $Q*<96M  
Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58 P<fnLQ9  
Ex37b: 偏振，表面极化效应 60 'u` .P:u?  
Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61 > 0<)=  
Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61 ] 7 _`]7p  
Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61 1$
*%"5a  
Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61 7w1wr)qSB  
Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62 `~X!Ll  
Ex38: 剪切干涉仪 sm$(Y.N  
62 )3h^Y=43  
Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62 K|oacOF9  
Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64 eu|j=mB  
Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64 v<fnB  
Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65 g&n)fF  
Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66 p^iRPI  
Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66 3R&lqxhg  
Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66 wd/< 8>2X  
Ex46: 光束整形滤波器 68 . <tq61  
Ex47: 增益片的建模 68 b}Zd)2G  
Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70 q:<{% U$  
Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70 ujJI 1I  
Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70 fQP{|+4  
Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70 }(<%`G6N  
Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70 C4}*)a  
Ex48: 倍频 70 }y%oT P&  
Ex49: 单模的倍频 71 !p1qJ
[  
Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71 U?!>Nd  
Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71 0 u?{\  
Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72 ,hVvve,j}  
Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72 .I@CS>j  
Ex52: 锥像差 72 3~#h|?  
Ex53: 厄米高斯函数 74 Z/ Tm)Xd
 
Ex53a: 厄米高斯多项式 75 ^GBe)~MT  
Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75 XO <y+  
Ex54: 拉盖尔函数 75 #Oha(mRY  
Ex55: 远场中的散斑效应 75 zm,@]!wI  
Ex56: F-P腔与相干光注入 75 phE &7*!Q  
Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76 >O5m5@GK3a  
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 76vy5R(.  
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 <9sO  
Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76 cVwbg[W]  
Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76 $x6$*K(F  
Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76 MC,>pR{  
Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76 iVfgDo  
Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77 zX#%{#9  
Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79 45&8weXO:'  
Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79 %okzOKKX  
Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79 rDdzxrKg{  
Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79 ^2wLxXO6  
Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79 `nO71mo  
Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80 5 |/9}^T  
Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80
<58l;<0  
Ex59c:  2f透镜，焦平面扫描 80
JCY~W=;v  
Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80 ?6!]Nl1gr  
Ex60a: 对散焦的简单优化 80 {m`A!qcD|  
Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81 .qA{xbu  
Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81 Ys8SDlMo  
Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81 +\"-P72vjk  
Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81 d^(1TNS  
Ex61: 对加速模型评估的优化 82 0[<~?`:)  
Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82 )+H[kiN  
Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85 Tg3!Rq55  
Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85 =_]2&(?  
Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85 !Oi~:Pp  
Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85 M/z}p  
Ex65: 非相干成像与光学传递函数（OTF） 85 MuBx#M/  
Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86 _p?s9&  
Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87 ^2]LV
6I  
Ex67a: 六边形透镜阵列 88 >5G>D~b  
Ex67b: 矩形透镜阵列 88 aiCn"j  
Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88 an2AX%u  
Ex67d: 矩形柱透镜 88 Dr;iQkGP  
Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88 xmGk*W)P  
Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88 _8G>&K3T<  
Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88 t4K~cK  
Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88 9%sM*[A  
Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88 )IT6vU"-yd  
Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89 +%\oO/4Fs  
Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89 $mGvJ*9  
Ex69: 速率方程与瞬态响应 89 I^Z8PEc+  
Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89 6Fy@s  
Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92 B}d.#G+_$x  
Ex69c: 速率方程与单步骤 92 7<9L?F2  
Ex69d: 半导体增益 92 w{ `|N$  
Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93 wNE$6  
Ex69f: 速率方程的数值举例 93 Q:6VYONN  
Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93 eo^/c+FG  
Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93 OlD`uA  
Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93 YD
mWN#  
Ex69j: 稳态速率方程的解 93 0@Kkl$O>mb  
Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93 A"Q@W<.  
Ex70: Udata命令的显示 93 =l<iI*J. M  
Ex71: 纹影系统 94 _~aG|mAj
 
Ex72: 测试ABCD等价系统 94 HEA eo!  
Ex73: 动态存储测试 95 Ri>?KrQF%  
Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95 $\AEWFB  
Ex75: 锥面镜 95 A>.2OC+  
Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95 @tRMe64  
Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97 #pdUJ2)yM  
Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97 Ml>( tec
 
Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98 7m5Co>NkuK  
Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔 dV8iwI  
。。。。后续还有目录 H;WY!X$x  
对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系 F=)eLE{W  
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