[产品]激光与物理光学-《GLAD典型案例手册》 [复制链接]

前言 [:dY0r+  
HVRZ[Y<^  
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。 [DuttFX^x  
jVi) Efy  
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。 &bS,hbDt  
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。 VG5i{1 0  
_T60;ZI+^  
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。 )+#` CIv  
Y_liA  
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。 $z6_@`[  
不当之处，敬请指正！ cTifC1Pf  
hDDn,uzpd  
I^.Om])  
目录 Q3'llOx  
前言 2 6bg ;q(*7  
1、传输中的相位因子与古伊相移 3 hW<%R]^|  
2、带有反射壁的空心波导 7 PrqlTT}Px  
3、二元光学元件建模 14 Lj({[H7D!  
4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21 @FAA2d  
5、大气像差与自适应光学 26 Xg6Jh``  
6、热晕效应 29 4Z3su^XR  
7、部分相干光模拟 34 ijv(9mR  
8、谐振腔的优化设计 43  1~gnc|?  
9、共焦非稳腔模拟仿真 47 cVv=*81\  
10、非稳环形腔模拟 53 Da*?x8sSL  
11、含有锥形反射镜的谐振腔 58 <sbu;dQ`  
12、体全息模拟 63 70?\ugxA  
13、利用全息图实现加密和解密 68 )D O?VRI  
14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75 r `=I  
15、拉曼放大器 80 M/f<A$xx_  
16、瞬态拉曼效应 90 38B2|x  
17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97 gT.sjd  
18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104 &u."A3(  
19、光学参量振荡器 109 As&Sq-NWf  
20、激光二极管泵浦的固体激光器 114 u,ho7ht3(  
21、ZIG-ZAG放大器 122 h,:m~0gmj  
22、多程放大器 133 iQ67l\{R  
23、调Q激光器 153 e+7"/icK  
24、光纤耦合系统仿真 161 [>I<#_
^~  
25、相干增益模型 169 M)Z7k/=<P  
26、谐振腔往返传输内的采样 181 >Er|Jxy  
27、光纤激光器 191 ;?Tbnn Wn  
z_$%-6  
GLAD案例索引手册 d0!5j  
s[>,X#7 y  
目录 6yG^p]zZ  
8 /]S^'>  
目   录 i +HpA:]#Y  
5{WE~8$  
^oz3F]4,g  
GLAD软件简介 1 2QcOR4_V  
Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2 5DU6rks%
 
Ex1a: 基本输入 2 eS^7A}*wd-  
Ex1b: RTF命令文件 3 lN)C2
2  
Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4 n+9=1Oo"  
Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5 R_cA:3qc~  
Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5 tKuwpT1Qc  
Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6 J1U/.`Oy  
Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6 p$c6<'UqH  
Ex3: 单位选择 7 EWhK0Vej=  
Ex4: 变量、表达式和数值面 7 HyQJXw?A:  
Ex5: 简单透镜与平面镜 7 e2Pcm_Ahv*  
Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8 NR6#g,+7  
Ex7:  mirror/global命令 8 C==hox7b  
Ex8: 圆锥曲面反射镜 11 cl3K<'D  
Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11 i^&~?2  
Ex8b: 离轴单抛物面 12 <$$yw=ef  
Ex8c: 椭圆反射镜 12 H2 {+)  
Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12 2a)xTA#  
Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12 wWP}C D  
Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17 +)om^e@.  
Ex10: 宏、变量和udata命令 17 m9WDT  
Ex11: 共焦非稳腔 17 &t@jl\ND  
Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18 RLXL&  
Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18 4Z=_,#h4.  
Ex11c: 发散输出的非稳腔 19 tY<4%~%X  
Ex11d: 注入相反模式的空腔 19 UgSB>V<?  
Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20 bH9kj/q\b  
Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20 jOunWv|  
Ex13: 相位像差 20 8'[7 )
I=  
Ex13a: 各种像差的显示 21 {]!mrAjD  
Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23 ,-c6dS  
Ex14: 光束拟合 23 d"mkL-  
Ex15: 拦光 24 n,(sBOQ  
Ex16: 光阑与拦光 24 %(#y5yJ]  
Ex17: 拉曼增益器 25 i>A s;*  
Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26 4B1v4g8}  
Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26 %XDc,AR[  
Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28 /t57!&  
Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29 D/xbF`  
Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29 10~k2{Z  
Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30 [({nj`  
Ex24: 大气像差与自适应光学 31 7>0o&  
Ex24a: 大气像差 32 z, )6"/;  
Ex24b: 准直光路中的大气像差 32 \ZFGw&yN  
Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32 <c-=3}=U\  
Ex25: 地对空激光通讯系统 32 jD]~ AwRJ  
Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34 H5B:;g@  
Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34 <?6|.\&  
Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35 wk D^r(hiH  
Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35 iN\4gQ!  
Ex27c: 转换镜后面的大气像差与微扰以及自适应光学的影响 35 34O `@j0-3  
Ex28: 相位阵列 35 6 7.+ .2  
Ex28a: 相位阵列 35 8 +/rlHp  
Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35 bdrg(d6  
Ex29: 带有风切变的大气像差 35 %D34/=(X  
Ex30: 近场和远场的散斑现象 36 [wOn|)& &  
Ex31: 热晕效应 36 9';JXf$  
Ex31a: 无热晕效应传输 37 ItVWO:x&v  
Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37 IB"w&sBy  
Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37 '~<m~UXvD#  
Ex32: 相位共轭镜 37 d#Y^>"|$.  
Ex33: 稳定腔 38 OA1uY83"  
Ex33a: 半共焦腔 38 u;"TTN  
Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，理想透镜 39 Lc,Pom  
Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39 KnQ*vM*VM  
Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39 3?9IJ5p  
Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40 RD
i]2  
Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40 ~s*)f.l  
Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41 NjScc%@y  
Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41 0
B/,/KX  
Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41 wLH>:yKUU  
Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42 m|n%$$S&  
Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42 L|:`^M+^w  
Ex33k: 拓展腔与伪反射 42  2DtM20<>  
Ex33l: 谐振腔耦合 43 XGWSdPJLr  
Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45 kQSy+q  
Ex34: 单向稳定腔 45 mt{nm[D!Xp  
Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47 !8d{q)JZ  
Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51 w^|*m/h|@u  
Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53 ?k&Vy  
Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54 vn!3l1\+J  
Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56 k8[n+^  
Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56 R6.hA_ih  
Ex36: 有限差分传播函数 57 '&tG?gb&  
Ex36a: FDP与软孔径 58 T{.pM4Hd  
Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58 f!uwzHA`?  
Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58 3g,`.I_  
Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58 u(>^3PJ+  
Ex37b: 偏振，表面极化效应 60 ]"hFC<w  
Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61 2d #1=+V  
Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61 <I\/n<*  
Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61 kR-SE5`Jk  
Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61 5|j<`()H :  
Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62 ^R7lom.  
Ex38: 剪切干涉仪 EF[@$j   
62 5y[Oj^  
Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62 ^e_hLX\SW  
Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64 ThajHK|U  
Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64 t7Iv?5]N  
Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65 IqaT?+O\?r  
Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66 v!6  c0a  
Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66 w!-gJmX>  
Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66 5oW!YJg  
Ex46: 光束整形滤波器 68 \5:i;AE  
Ex47: 增益片的建模 68 xw,IJ/E$1  
Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70 $aDVG})  
Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70 WUe{vV#S'0  
Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70 +US!YU  
Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70 !Y0Vid  
Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70 Iby\$~V  
Ex48: 倍频 70 .\ULbN3Z  
Ex49: 单模的倍频 71 ;~)5s'  
Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71 WYm\)@  
Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71 S]e|"n~@  
Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72 |P HT694Uz  
Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72 rxvx  
Ex52: 锥像差 72 D&&9^t9S  
Ex53: 厄米高斯函数 74 #4Rx]zW^%  
Ex53a: 厄米高斯多项式 75 kzQ+j8.,U  
Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75 8oy^Xc+  
Ex54: 拉盖尔函数 75 y1eWpPJa  
Ex55: 远场中的散斑效应 75 45@ I*`  
Ex56: F-P腔与相干光注入 75 VK\X&Y3l  
Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76 *eTqVG.  
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 +ZaSM~   
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 ,Bi.1 %$  
Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76 jjB~G^n  
Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76 ["k,QX  
Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76 n`?aC|P2s  
Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76 gZ3u=uME  
Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77 ah4N|zJ>v  
Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79 17%,7P9pg  
Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79 Pe_W;q.  
Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79 z;,u}u}aI  
Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79 Olt?~}  
Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79 mA}TJz  
Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80 ?
4#Li~q  
Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80 B:yGS*.tu  
Ex59c:  2f透镜，焦平面扫描 80 hB]Np1('  
Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80 W fN2bsx>  
Ex60a: 对散焦的简单优化 80 j?3wvw6T  
Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81 E1aHKjLQ  
Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81 y{B=-\O]  
Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81 7?!d^$B  
Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81 ?DS@e@lx  
Ex61: 对加速模型评估的优化 82 "yy5F>0Wt  
Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82 bivuqKA  
Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85 Drgv`z  
Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85 'A=^Se`=  
Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85 ,GhS[VJjR  
Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85 UawyDs  
Ex65: 非相干成像与光学传递函数（OTF） 85 9IdA%RM~mH  
Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86 CAig]=2'  
Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87 Wa>}wA=v  
Ex67a: 六边形透镜阵列 88 d=$Mim  
Ex67b: 矩形透镜阵列 88 ^qvZXb  
Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88 T[w]o}>cW  
Ex67d: 矩形柱透镜 88 XB;7!8|  
Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88 ~f&E7su-6+  
Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88 w_"E*9  
Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88 13$%,q
)  
Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88 hE'-is@7  
Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88 *k7+/bU~~  
Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89 t9GR69v:?  
Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89 v|_K/|  
Ex69: 速率方程与瞬态响应 89 ]Grek<  
Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89 htO+z7  
Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92 r..iko]T  
Ex69c: 速率方程与单步骤 92 |#v7/$!  
Ex69d: 半导体增益 92 r!|6:G+Q  
Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93 :DK {Vg6  
Ex69f: 速率方程的数值举例 93 wy<S;   
Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93 A_"w^E{P  
Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93 q<x/Hat)  
Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93 [NjXO`5#]  
Ex69j: 稳态速率方程的解 93 xk9%F?)
 
Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93 ,1.p%UE]>  
Ex70: Udata命令的显示 93 {K~'K+TPu  
Ex71: 纹影系统 94 .Bl\Z  
Ex72: 测试ABCD等价系统 94 M~Tuj1?  
Ex73: 动态存储测试 95 +[6G5
cH  
Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95 yM6pd U]i  
Ex75: 锥面镜 95 B{n,t}
z  
Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95 1SQ3-WUs  
Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97 =g7x' kN  
Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97 #ZUI)9My@  
Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98 
1fp?  
Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔 //up5R_nx  
。。。。后续还有目录 :I.mGH!^  
对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系 Co9^OF-k  
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