[产品]激光与物理光学-《GLAD典型案例手册》 [复制链接]

前言 VcXq?f>\  
B&n<M]7  
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。 E4M@WNPx  
eLfk\kk]Pc  
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。 GU( _  
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。 uc){+'[  
vbyH<LPz5  
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。 Tu).K.p:  
5?]hd*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。 24z< gO  
不当之处，敬请指正！ 75XJL;W #  
`ojoOB^L  
2h5nMI]'  
目录 (pv+c,  
前言 2 H}hiT/+$  
1、传输中的相位因子与古伊相移 3 sT}.v*  
2、带有反射壁的空心波导 7 xLK<W"%
0  
3、二元光学元件建模 14 ww],y@da  
4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21 ewctkI$,5  
5、大气像差与自适应光学 26 =A83W/4  
6、热晕效应 29 h4T5+~rw  
7、部分相干光模拟 34 XovRg,  
8、谐振腔的优化设计 43 iKX-myCz  
9、共焦非稳腔模拟仿真 47 .\)U@L~  
10、非稳环形腔模拟 53 i3@)W4{  
11、含有锥形反射镜的谐振腔 58 ahJ`$U4n  
12、体全息模拟 63 CxwoBuG=?  
13、利用全息图实现加密和解密 68 MygfT[_  
14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75 [YlKR'_  
15、拉曼放大器 80 DH\0z[  
16、瞬态拉曼效应 90 #h` V>;  
17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97 r]:(Vk]|F  
18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104 &,{fw@#)_  
19、光学参量振荡器 109 8%A#`)fb  
20、激光二极管泵浦的固体激光器 114 _Xk.p_uh  
21、ZIG-ZAG放大器 122 1Q<^8N)pf  
22、多程放大器 133 Z2qW\E^_r  
23、调Q激光器 153 +BETF;0D  
24、光纤耦合系统仿真 161 D1zBsi94D  
25、相干增益模型 169 gOSJM1Mr3  
26、谐振腔往返传输内的采样 181 haK3?A,"_A  
27、光纤激光器 191 %4et&zRC  
a&/#X9/  
GLAD案例索引手册 (l^3Z3zf&  
QbkLdM,S*  
目录 Br1&8L-|%  
v+46QK|I&  
目   录 i ;z}i-cNae  
u0|8Tgf  
MQ5R O;RY  
GLAD软件简介 1 YIoQL}pX  
Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2 mF*2#]%dx  
Ex1a: 基本输入 2 HN=V"a  
Ex1b: RTF命令文件 3 ,(d)Qg  
Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4 [uC]*G]  
Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5 Mo?~_|}  
Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5 v$7QIl_/7  
Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6 >,gg5<F-E  
Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6 yu!h<nfzA  
Ex3: 单位选择 7 ?Y-%'J(  
Ex4: 变量、表达式和数值面 7 v1o#1;  
Ex5: 简单透镜与平面镜 7 +ga k#M"n\  
Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8 ~zCEpU|@N  
Ex7:  mirror/global命令 8 %7zuQ \w  
Ex8: 圆锥曲面反射镜 11 QM5R`i{r  
Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11 cv998*|X:  
Ex8b: 离轴单抛物面 12 WIC/AL'  
Ex8c: 椭圆反射镜 12 ub^h&=\S  
Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12 JjPKR?[>  
Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12 >7lx=T x  
Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17 [I'0,y  
Ex10: 宏、变量和udata命令 17 XG{{ 2f  
Ex11: 共焦非稳腔 17 @L<*9sLWh  
Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18 IHam4$~-  
Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18 TS
Tl+W  
Ex11c: 发散输出的非稳腔 19 |'P]GK  
Ex11d: 注入相反模式的空腔 19 _4"mAPt  
Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20 `eE&5.  
Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20 @mOH"acGn?  
Ex13: 相位像差 20 G_;)a]v8)  
Ex13a: 各种像差的显示 21 HePUWL'  
Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23 iHeN9 cl  
Ex14: 光束拟合 23 E7t+E)=8  
Ex15: 拦光 24 .AR#&mL9  
Ex16: 光阑与拦光 24 K&POyOvT  
Ex17: 拉曼增益器 25 .aO,8M  
Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26 Rp.Sj{<2  
Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26 7mI:|G  
Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28 LPZF)@|`  
Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29 EN$2,qf  
Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29 M2PAy! J  
Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30 F"&~*m^+  
Ex24: 大气像差与自适应光学 31 q$I;dOCJ,  
Ex24a: 大气像差 32 QQ%D8$k"  
Ex24b: 准直光路中的大气像差 32 .>=(' -  
Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32
'8Q]C*Z  
Ex25: 地对空激光通讯系统 32 pWy=W&0~qf  
Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34 a|%J=k>>  
Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34 ykl .1(  
Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35 "@%7-nu  
Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35 LxYrl-  
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 13=A
  
Ex28: 相位阵列 35 S{]x  
Ex28a: 相位阵列 35 )U~=Pf"  
Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35 1n=lqn/  
Ex29: 带有风切变的大气像差 35 gp5_Z-me  
Ex30: 近场和远场的散斑现象 36 Sh/T,  
Ex31: 热晕效应 36 8J:}%DaxL  
Ex31a: 无热晕效应传输 37 [b6R%  
Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37 _wTOmz%|R  
Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37 5Sm}nH  
Ex32: 相位共轭镜 37 &ib5*4!  
Ex33: 稳定腔 38 g<l1zo`_  
Ex33a: 半共焦腔 38 GGNvu)"  
Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，理想透镜 39 ^A!Qc=#
z}  
Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39 I9/W;# *~  
Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39 dYT%  
Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40 6VS4y-N  
Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40 2;zb\d  
Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41 "3Uv]F  
Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41 Mmxlp.l  
Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41 Gr7=:+0n|P  
Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42 tz5e"+Tz  
Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42 fm
Q_P.c  
Ex33k: 拓展腔与伪反射 42 q1z"-~i)E  
Ex33l: 谐振腔耦合 43 kjg~n9#T  
Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45 OBMTgZHxv  
Ex34: 单向稳定腔 45 @JtM5qB  
Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47 u$>4F|=T  
Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51 +1uF !G&l  
Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53  8cU}I4|  
Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54 tmv&U;0Z  
Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56 mtJ9nC  
Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56 N/Z2hn/m  
Ex36: 有限差分传播函数 57 B|R@5mjm  
Ex36a: FDP与软孔径 58 =T-&j60  
Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58 GNgKo]u  
Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58 R@/"B8H  
Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58 [h^2Y&Au5  
Ex37b: 偏振，表面极化效应 60 OjFLPGRCh  
Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61 z2MWN\?8  
Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61 v/](yT  
Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61 =7w\ 7-.m  
Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61 /.3}aj;6  
Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62 }j^i}^Du,  
Ex38: 剪切干涉仪 S4'  
62 UELy"z R  
Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62 ]ro*G"-_1#  
Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64 d*jMZ%@uS  
Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64 H| 8Qp*  
Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65 [Grxw[(_:  
Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66 6{"$nF]  
Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66 b6Wqr/  
Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66 7uKNd *%  
Ex46: 光束整形滤波器 68 ePr&!Tz#  
Ex47: 增益片的建模 68 {l>yi  
Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70 N"" BCh"  
Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70 CS@FYO  
Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70 -&3hEv5  
Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70 mzeY%A<0^  
Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70 YpH&<$x:  
Ex48: 倍频 70 `}(b2Hc>  
Ex49: 单模的倍频 71 }])oM|fgO  
Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71 XiL~TCkx4  
Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71 F$ #U5}Q  
Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72 ~rDZ?~%  
Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72 @ o3T  
Ex52: 锥像差 72 rf>0H^r  
Ex53: 厄米高斯函数 74 xD5:RE~g  
Ex53a: 厄米高斯多项式 75 \9cG36  
Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75 >+JqA7K  
Ex54: 拉盖尔函数 75 [U5\bX@$  
Ex55: 远场中的散斑效应 75 VKq=7^W  
Ex56: F-P腔与相干光注入 75 } ud0&Oe{  
Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76 M-1ngI0
H;  
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 EK;YiJ  
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 l8I /0`_  
Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76 fQi4\m  
Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76 ' 0J1vG~c  
Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76 mS^tX i5hg  
Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76 A/u)# ^\  
Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77 Yzh"1|O  
Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79 43mP]*=A  
Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79 EB2w0
a5  
Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79 +z9Q-d%O  
Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79 MUTj-1H6)  
Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79 K('hC)1  
Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80 yf[~Yl>Ogw  
Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80 *M:B\D  
Ex59c:  2f透镜，焦平面扫描 80 .}OR  
Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80 L1cI`9  
Ex60a: 对散焦的简单优化 80 "JlpU-8[0@  
Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81 6^eV"&+@  
Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81 rEB@$C^  
Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81 QR%mj*@Wle  
Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81 [R=yF ~-  
Ex61: 对加速模型评估的优化 82 jz qyk^X  
Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82 -I&m:A$4*  
Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85 %Z):>
'  
Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85 L3@82yPo!  
Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85 FFu9&8Y  
Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85 j@SQ~AS  
Ex65: 非相干成像与光学传递函数（OTF） 85 W3MU1gl6k{  
Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86 >8k_n  
Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87 WU71/PYm`  
Ex67a: 六边形透镜阵列 88 A-ZN F4  
Ex67b: 矩形透镜阵列 88 ^pQCNKLBY  
Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88 m9.{[K"  
Ex67d: 矩形柱透镜 88 :_g$.h%%  
Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88 \l9qt5rS  
Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88 c_vqL$Dl  
Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88 xa<UM5eI  
Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88  K i'Fn"  
Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88 sj HrPs e  
Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89 "|qqUKJZ  
Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89 VXR>]HUF  
Ex69: 速率方程与瞬态响应 89 ?}kG`q  
Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89 /SrCElabP  
Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92 "nw;NIp!  
Ex69c: 速率方程与单步骤 92 a1_GIM0  
Ex69d: 半导体增益 92 K`u(/kz/<  
Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93 ll`>FcQ  
Ex69f: 速率方程的数值举例 93 f;W|\z'  
Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93 LUM@#3&  
Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93 P:k>aHnW  
Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93 PIdikA  
Ex69j: 稳态速率方程的解 93 TFkZpe;  
Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93 $ZugBh[b  
Ex70: Udata命令的显示 93 0w&27wW  
Ex71: 纹影系统 94 auK?](U  
Ex72: 测试ABCD等价系统 94 l'/R&`-n  
Ex73: 动态存储测试 95 kBD>-5Sn_T  
Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95 =;2%a(  
Ex75: 锥面镜 95 apg=-^L'  
Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95 <vONmE a  
Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97 "1L$|  
Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97 W-?()dX{  
Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98 1~Oe=`{&  
Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔 B0dQ@Hq*  
。。。。后续还有目录 }\\KYyjY  
对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系 4QvsBpz@  
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