[产品]激光与物理光学-《GLAD典型案例手册》 [复制链接]

前言 |Q)c{9sD  
bx&?EUx+b  
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。 gnPu{-E
c*  
`96PY!$u  
GLAD使用复振幅来描述光束，采用快速傅里叶变换结合分步傅里叶算法进行传输分析，几乎能对所有类型的激光系统进行分析，或对物理光学系统做完整的端-对-端的分析处理，还囊括各种激光增益模型、数种非线性过程和许多其它的激光及物理光学效应。 CHPu$eu  
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。 6!GO{2d"  
p Y[dJxB  
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。 O0VbKW0h3  
2,,t+8"`  
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。 #nOS7Q#uW  
不当之处，敬请指正！ R8U?s/*  
ev_4!+ko  
)LP=IT  
目录 8qY\T0  
前言 2 o2C{V1nB  
1、传输中的相位因子与古伊相移 3 <.yL&
$9  
2、带有反射壁的空心波导 7 LyB &u()  
3、二元光学元件建模 14 1D/9lR,  
4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21 DiLZ5^`]  
5、大气像差与自适应光学 26 g_l=z`,8  
6、热晕效应 29 'nO%1BZj+  
7、部分相干光模拟 34 !b0ANIp  
8、谐振腔的优化设计 43  @{|vW  
9、共焦非稳腔模拟仿真 47 dO{a!Ca  
10、非稳环形腔模拟 53 muc>4!Q  
11、含有锥形反射镜的谐振腔 58 !\ckUMZ\  
12、体全息模拟 63 Hmi]qK[F  
13、利用全息图实现加密和解密 68 1D6F WYV8  
14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75 TC%ENxDR  
15、拉曼放大器 80 o'8`>rb  
16、瞬态拉曼效应 90 <^APq8>  
17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97 2!u4nxZ.  
18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104 kDz!v?Z2+B  
19、光学参量振荡器 109 M+akD  
20、激光二极管泵浦的固体激光器 114 PSM~10l,  
21、ZIG-ZAG放大器 122 nF8|*}w  
22、多程放大器 133 7vRFF@eq}  
23、调Q激光器 153 E mUA38
 
24、光纤耦合系统仿真 161 f""+jc1  
25、相干增益模型 169 $i^#KZ}-WK  
26、谐振腔往返传输内的采样 181 {b<;?Dus^  
27、光纤激光器 191 w[bhm$SX]B  
rX-V0  
GLAD案例索引手册 ?'@tx4#v\2  
^`96
L  
目录 2,nVo^13}  
l20fA-T _I  
目   录 i _qZ?|;o^  
xzqgem`[\  
:j}]nS  
GLAD软件简介 1 `H:5D5]  
Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2 Z;nbnRz  
Ex1a: 基本输入 2 0gs0[@  
Ex1b: RTF命令文件 3 vUX(h.}8  
Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4 /n9yv  
Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5 &K1\"  
Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5 .fQ/a`As
U  
Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6 1h"CjOp,7  
Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6 -t<8)9q(  
Ex3: 单位选择 7 A1mxM5N  
Ex4: 变量、表达式和数值面 7 x2^Yvgc-  
Ex5: 简单透镜与平面镜 7 ^X&n-ui   
Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8 &_LFV@/  
Ex7:  mirror/global命令 8 C1/<t)^  
Ex8: 圆锥曲面反射镜 11 ((2 g  
Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11 qM."W=XVN  
Ex8b: 离轴单抛物面 12 px!
TRbf  
Ex8c: 椭圆反射镜 12 HW{si]~q  
Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12 8hTtBa  
Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12 A[/_}bI|  
Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17 X"S-f;b#  
Ex10: 宏、变量和udata命令 17 N^G:m~>  
Ex11: 共焦非稳腔 17 8f^QO:  
Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18 PWwz<AI+  
Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18 t3~ZGOn  
Ex11c: 发散输出的非稳腔 19 5B
L4VGwJ  
Ex11d: 注入相反模式的空腔 19 `W3;LTPEb  
Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20 YPjjSi:#  
Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20 xHA6  
Ex13: 相位像差 20 RjII(4Et  
Ex13a: 各种像差的显示 21 +}XFkH~  
Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23 nK@RFU6  
Ex14: 光束拟合 23 muAI$IRR  
Ex15: 拦光 24 0I8w'/s_g9  
Ex16: 光阑与拦光 24 Hcp)Q76X  
Ex17: 拉曼增益器 25 P,$|.pd'  
Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26 %Fh*$gzh*5  
Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26 qoNVp7uv  
Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28 [hLSK-K 9  
Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29 sXD.*D  
Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29 yFIB/ln:  
Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30 9]ga\>v  
Ex24: 大气像差与自适应光学 31 ewo
1^&#>  
Ex24a: 大气像差 32 X=:|v<E   
Ex24b: 准直光路中的大气像差 32 X3z$f(lF%)  
Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32 y>:-6)pv  
Ex25: 地对空激光通讯系统 32  d"E@e21  
Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34 i2a""zac  
Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34 uxGY/Zf  
Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35 m&GxLT6  
Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35 &\3k(j  
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 Km5#$IiP;  
Ex28: 相位阵列 35 j{.P'5e@pZ  
Ex28a: 相位阵列 35 To x{Sk3L  
Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35 [d(@lbV0  
Ex29: 带有风切变的大气像差 35 :YL`GSl  
Ex30: 近场和远场的散斑现象 36 r%M.rYLG{  
Ex31: 热晕效应 36 &"D *  
Ex31a: 无热晕效应传输 37 ?w{lC,  
Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37 w]4=uL6  
Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37 q,#j *  
Ex32: 相位共轭镜 37 Lo'P;Sb4<}  
Ex33: 稳定腔 38 [n[!RddY  
Ex33a: 半共焦腔 38 eYQq@lrWv  
Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，理想透镜 39 r
<Il;?S6  
Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39  mN>7vJ  
Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39 th@a./h"  
Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40 "bO\Wt#Mf  
Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40 4LO U[D  
Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41 @yBg)1AL  
Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41 x%acWeV5  
Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41 ;#3l&HRKH1  
Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42 E0;KTcZi  
Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42 #6XN_<  
Ex33k: 拓展腔与伪反射 42 N5 BC<pu  
Ex33l: 谐振腔耦合 43 ohK_~  
Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45 LX%K*nlj  
Ex34: 单向稳定腔 45 f0uzoeL<%  
Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47 ;Up'+[Vj'C  
Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51 ]9xuLJ)  
Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53 'A0.(a5  
Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54 `rt  
Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56 8.-0_C*U;  
Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56 <kQ 5sG  
Ex36: 有限差分传播函数 57 X!}
t``  
Ex36a: FDP与软孔径 58 (x}>tm  
Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58 JArSJ:
}  
Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58 v/n4Lp$W^  
Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58 &RRHmJI:  
Ex37b: 偏振，表面极化效应 60 kz|2PP  
Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61 tx$kD2  
Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61 gy|L!_1Z8  
Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61 'z=WJV;Vs  
Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61 hdL/zW7]  
Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62 C- Aiv@@<=  
Ex38: 剪切干涉仪 8dg\_H_  
62 bRSE"B  
Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62 mWOW39Ku  
Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64 .\r=1HZ3  
Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64 U} EaV<  
Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65 `6`p~  
Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66 ao4"=
My*G  
Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66 <Fkm7ME]  
Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66 yc4?'k!  
Ex46: 光束整形滤波器 68 wul$lJ?tE  
Ex47: 增益片的建模 68 k[TVu5R  
Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70 VMry$  
Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70 ) >_xHc?  
Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70 ,EkzBVgo  
Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70 P}So>P~2  
Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70 -^ )0c  
Ex48: 倍频 70 G?:{9. (  
Ex49: 单模的倍频 71 pkW }\r  
Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71 42`%D  
Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71 RCXm</  
Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72 9g*O;0uz  
Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72 -6 WjYJx  
Ex52: 锥像差 72 "Di27Rq  
Ex53: 厄米高斯函数 74 j_` [Z  
Ex53a: 厄米高斯多项式 75 []i/\0C^  
Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75 nz{ ;]U1  
Ex54: 拉盖尔函数 75 ;yfKYN[  
Ex55: 远场中的散斑效应 75 bW"bkA80  
Ex56: F-P腔与相干光注入 75 @DiXe[kI  
Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76 =NHE_4/p  
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 ^!Y]l  
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 
xC3h m  
Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76 B3x4sKs  
Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76 4LG[i}u.N  
Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76 [v@3|@  
Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76 ]><K8N3Z  
Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77 06ndW9>wD)  
Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79 gN,O)@N'd3  
Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79 D-{;;<nIr`  
Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79 t0*kL.  
Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79 bQU{)W  
Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79 x)35}mi){L  
Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80 mS\gh)<h  
Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80 VI xGD#m  
Ex59c:  2f透镜，焦平面扫描 80  ?cG~M|@  
Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80 NCW<~  
Ex60a: 对散焦的简单优化 80 6MCLm.L  
Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81 &a;{ed1B  
Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81 / .wO<l=  
Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81 sj9j47y  
Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81 X8}m %  
Ex61: 对加速模型评估的优化 82 s ;3k#-w  
Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82 _xKIp>A  
Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85 1c5+XCr  
Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85 JfOBZQ  
Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85 QN4{xf:}S  
Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85 y?6J%~\WP  
Ex65: 非相干成像与光学传递函数（OTF） 85 -yP|CZM  
Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86 -_*ux!  
Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87 lEZODc+%Y  
Ex67a: 六边形透镜阵列 88 X!aC6gujOH  
Ex67b: 矩形透镜阵列 88 F"-u8in`
 
Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88 V
4#bW  
Ex67d: 矩形柱透镜 88 Arr(rM  
Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88 {PGiNY%q  
Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88 o+],L_Ab  
Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88 VQ R E]  
Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88 XRl!~Y|  
Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88 `4Swd
W n  
Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89 >
z'T"R/  
Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89 e2"<3  
Ex69: 速率方程与瞬态响应 89 ]$7yB3S,B  
Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89 La2f]+sV  
Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92 &Z3u(Eb  
Ex69c: 速率方程与单步骤 92 Z|#G+$"QV  
Ex69d: 半导体增益 92 KgH_-REN  
Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93 Y5ZBP?P  
Ex69f: 速率方程的数值举例 93 *'-[J2  
Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93 "Wb>y*S   
Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93 B>;`$-  
Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93 5!s7`w]8*0  
Ex69j: 稳态速率方程的解 93 ]lqe,>  
Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93 MaS-*;BY,  
Ex70: Udata命令的显示 93 gLss2i.r  
Ex71: 纹影系统 94 ;hV-*;>  
Ex72: 测试ABCD等价系统 94 ;RW0Dn)Q  
Ex73: 动态存储测试 95 &cpqn2Z  
Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95 @$7'{*  
Ex75: 锥面镜 95 !'z"V_x~  
Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95 >2s31 {  
Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97 &*Z"r*  
Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97 H3xMoSs  
Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98 s~NJy'Y  
Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔 oHPh2b0  
。。。。后续还有目录 )p`zN=t
 
对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系 5M&<tj/[a0  
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