[产品]激光与物理光学-《GLAD典型案例手册》 [复制链接]

前言 xi<yB0MoA  
Hz"FGwd  
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。 <L('RgA@X  
zM(-f|wVI)  
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。 @6 a'p  
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。 AtUtE#K  
f5Hv![x  
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。 
0R,.  
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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。 r8tW)"?  
不当之处，敬请指正！ RrT`]1".  
e"%uOuIYX  
(5;nA'  
目录 (hBph+  
前言 2 8Vjv #pm  
1、传输中的相位因子与古伊相移 3 qj/Zk[  
2、带有反射壁的空心波导 7 lGt:.p{NG  
3、二元光学元件建模 14 BIS.,  
4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21 yEos$/*u-N  
5、大气像差与自适应光学 26 jz~#K;3=,  
6、热晕效应 29 Ai"MJ6)  
7、部分相干光模拟 34 ;.Ld6JRunw  
8、谐振腔的优化设计 43 tLU@&NY`  
9、共焦非稳腔模拟仿真 47 Eyz.^)r  
10、非稳环形腔模拟 53 ff7#LeB9  
11、含有锥形反射镜的谐振腔 58 ^s#+`Y05/  
12、体全息模拟 63 5NC77}^.  
13、利用全息图实现加密和解密 68 }.pqV X{d  
14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75 Vc;g$Xr[  
15、拉曼放大器 80 ?6\N&MTF  
16、瞬态拉曼效应 90 $e2+O\.>  
17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97 8f1M
6GK?  
18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104 teI?.M9r  
19、光学参量振荡器 109 C4qK52'2s  
20、激光二极管泵浦的固体激光器 114 omGzyuPF  
21、ZIG-ZAG放大器 122 =1k%T{>  
22、多程放大器 133 q7rb3d  
23、调Q激光器 153 5}Id[%.x  
24、光纤耦合系统仿真 161 *~YdL7f)J  
25、相干增益模型 169 \#]C !JQ  
26、谐振腔往返传输内的采样 181 <Y6zJ#BD  
27、光纤激光器 191 o>nw~_ H\  
,(-V<>/*.|  
GLAD案例索引手册 .jg@UAK  
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目录 5Po:$(  
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目   录 i ^pH8'^n  
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Phk3Jv  
GLAD软件简介 1 H3*]}=  
Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2 zc=G4F01  
Ex1a: 基本输入 2 !H@HgJ -  
Ex1b: RTF命令文件 3 w;{Q)_A  
Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4 _3D9>8tzE7  
Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5 x/CM)!U)  
Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5 W!R0:-  
Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6 @"BhKUoV$K  
Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6 3!\h'5{  
Ex3: 单位选择 7 c-5AI{%bl6  
Ex4: 变量、表达式和数值面 7 %gs?~Xl)]  
Ex5: 简单透镜与平面镜 7 QuG"]
$  
Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8 1x=x,lcL  
Ex7:  mirror/global命令 8 `"[qb ?z  
Ex8: 圆锥曲面反射镜 11 NiWAJ]Z  
Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11 -)^vO*b 0  
Ex8b: 离轴单抛物面 12 ]M
l  
Ex8c: 椭圆反射镜 12 |U;O HS  
Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12 (CRx'R  
Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12 .D ^~!A  
Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17 r180vbN$  
Ex10: 宏、变量和udata命令 17 {|hg3R~A  
Ex11: 共焦非稳腔 17 d5>&, {o7N  
Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18 j`"!G*Vh  
Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18 vpf.0!zh  
Ex11c: 发散输出的非稳腔 19 \?R#ZxP@  
Ex11d: 注入相反模式的空腔 19 1++g@8  
Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20 7I'C'.6iM  
Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20 $/C1s"C@O  
Ex13: 相位像差 20 .MG83Si  
Ex13a: 各种像差的显示 21 `_1~[t  
Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23 d4BzFGsW  
Ex14: 光束拟合 23 5 ,-8oEUL  
Ex15: 拦光 24 aVHIU3  
Ex16: 光阑与拦光 24 tB"9%4](  
Ex17: 拉曼增益器 25 s5{=lP  
Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26 +|d]\WlJ  
Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26 Lo_+W1+  
Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28 8ta@@h  
Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29 #+l`tj4b/  
Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29 \Z3K ~  
Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30 ObEz0Rj  
Ex24: 大气像差与自适应光学 31 *l{epum;  
Ex24a: 大气像差 32 QEf@wv;T  
Ex24b: 准直光路中的大气像差 32 / @"{u0  
Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32 YLQ0UeDN'  
Ex25: 地对空激光通讯系统 32 C{pOGc@  
Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34 cZ?$_;=  
Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34  {
Ba&  
Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35 PIa!NPy  
Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35 V=*^C+6s  
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 M Zz21H  
Ex28: 相位阵列 35 =xIZJ8e  
Ex28a: 相位阵列 35 Wj^e)2%  
Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35 GnW MI1$  
Ex29: 带有风切变的大气像差 35 -grf7w^  
Ex30: 近场和远场的散斑现象 36 p9?kJKN  
Ex31: 热晕效应 36 J??AU0vh  
Ex31a: 无热晕效应传输 37 s+lBai*#  
Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37 ]/1\.<uJId  
Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37 )h]#:,pm  
Ex32: 相位共轭镜 37 Zf@B< m  
Ex33: 稳定腔 38 =oSd M2  
Ex33a: 半共焦腔 38 C$6FI
`J  
Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，理想透镜 39 T9Q3I  
Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39 aqI"4v]~b  
Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39 `"&Nw,C  
Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40 ft(o-f7,  
Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40 /9G72AD!  
Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41 !Yb !Au[  
Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41 f; |fS~  
Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41 {:uv}4Z  
Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42 kaekH*m~  
Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42 i>YQ<A1  
Ex33k: 拓展腔与伪反射 42 i)|jLrW~e  
Ex33l: 谐振腔耦合 43 \6SjJ]o>  
Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45 Yw3'9
m^  
Ex34: 单向稳定腔 45 X>o9mW  
Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47 rvd$4l^  
Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51 E
^F<"mL*  
Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53 j %gd:-tA  
Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54 tn'Jkwp  
Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56 0W*{ 1W  
Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56 f<@!{y2Xe  
Ex36: 有限差分传播函数 57 ?x #K:a?  
Ex36a: FDP与软孔径 58 0wv#AT  
Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58 mg'q-G`\<  
Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58 oM~y8O  
Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58 Q p>b  
Ex37b: 偏振，表面极化效应 60 wL?Up>fr  
Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61 ja_8n["z  
Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61 4$&l`yWU+  
Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61 MMFwT(l<1  
Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61 \QK@wgu  
Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62 wI_@  
Ex38: 剪切干涉仪 p5fr}#en  
62 ResU5Ce~  
Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62 ux&"TkEp  
Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64 F$?Ab\#B  
Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64 TBBnsj6e  
Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65 LBK{-(%  
Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66 >s{I@#9  
Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66 .r<aPy$  
Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66 ':wf%_Iw  
Ex46: 光束整形滤波器 68 elCYH9W^  
Ex47: 增益片的建模 68 Z;.-UXat  
Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70 Pqomi!1  
Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70 ^Qs}2%  
Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70 /88s~=  
Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70 `-L?x2)U  
Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70 +'?Qph6o,7  
Ex48: 倍频 70 .*z
S2z  
Ex49: 单模的倍频 71 JnBUW"  
Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71 nHm}^.B*+  
Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71 lnZ{Ryo(  
Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72 LlQsc{Ddf  
Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72 YvU%OO-+,  
Ex52: 锥像差 72 ~
wb1sn3  
Ex53: 厄米高斯函数 74 =:WZV8@%  
Ex53a: 厄米高斯多项式 75 !!1?2ine  
Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75 l$;"yVdks  
Ex54: 拉盖尔函数 75 g<:Lcg"u  
Ex55: 远场中的散斑效应 75 ;l@94)@0  
Ex56: F-P腔与相干光注入 75 ~`OX}h/Z  
Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76 +94)BxrY  
Ex56b: 在古伊相位附近对注入信号光进行扫面，峰值出现在140° 76 > {*cW  
Ex56c: 通过正交化确定损耗第二小的模式的古伊相位及其建立过程 76 aDbqh~7  
Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76 l76=6Vtb  
Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76 T+0=Ou"N  
Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76 x%B_v^^^  
Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76 p/h\QG1   
Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77 '$tCA
S  
Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79 &GP(yj]  
Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79 d9f7 &  
Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79 xE1?)  
Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79 gmL~n7m:K  
Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79 .<hHK|HF  
Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80 +MoUh'/u  
Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80 U: 9&0`k(  
Ex59c:  2f透镜，焦平面扫描 80 oPSPb(.  
Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80 ;.>*O oe&  
Ex60a: 对散焦的简单优化 80 f@OH~4FG  
Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81 H5K Fm#  
Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81 Nm*(?1  
Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81 BPY7O  
Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81 zwfft  
Ex61: 对加速模型评估的优化 82 VdHT3r  
Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82 NdXHpq;  
Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85 DSrU7#  
Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85 U4!bW  
Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85 Q"QRF5Ue  
Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85 .a%6A#<X  
Ex65: 非相干成像与光学传递函数（OTF） 85 clE9I<1v  
Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86 Ni_H1G  
Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87 Xoe|]@U`  
Ex67a: 六边形透镜阵列 88 ]*2),H1 c  
Ex67b: 矩形透镜阵列 88 ~MG6evm &  
Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88 _{*}
)&!M  
Ex67d: 矩形柱透镜 88 Y)rK'OY'  
Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88 W{6QvQD8  
Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88 /JD}b[J$  
Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88 'n &p5%  
Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88 t>bzo6cj  
Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88 PucNu8   
Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89 _}l(i1o,/  
Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89 +b|F_  
Ex69: 速率方程与瞬态响应 89 4)8k?iC*  
Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89 'P.y?  
Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92 0Wr<l%M)+  
Ex69c: 速率方程与单步骤 92 2q?/aw ;Z  
Ex69d: 半导体增益 92 S^QEctXU  
Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93 H=/1d.p  
Ex69f: 速率方程的数值举例 93 W{,fpm  
Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93 a5a ;Fp  
Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93 `G\ qGllX  
Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93 }+,Q&]>~  
Ex69j: 稳态速率方程的解 93 i$Y#7^l%k  
Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93 M Kyj<@[  
Ex70: Udata命令的显示 93 !wYN",R-  
Ex71: 纹影系统 94 ,ri&zbB  
Ex72: 测试ABCD等价系统 94 ?^&ih:"  
Ex73: 动态存储测试 95 ^ D0"m>3r  
Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95 gwj?.7N*k  
Ex75: 锥面镜 95 </I%VHP,[f  
Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95 UylIxd  
Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97 m$8siF{<q  
Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97 s< tG  
Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98 )]>t(  
Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔 v^9eTeFO  
。。。。后续还有目录 Es=G' au  
对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系 t>[QW`EeP  
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