[产品]激光与物理光学-《GLAD典型案例手册》 [复制链接]

前言 (mB&m@-N  
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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。 wQf-sk#  
DCa^ u'f  
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。 Nx;~@  
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。 IPpN@  
{Xy5pfW Q  
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。 G_JA-@i%  
Y@iS_lR  
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。 (WJRi:NP?  
不当之处，敬请指正！ 3}1u
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({_{\9O,3  
fOrH$?  
目录 0mVNQxHI  
前言 2 ="H%6S4'  
1、传输中的相位因子与古伊相移 3 ;(%QD 3>  
2、带有反射壁的空心波导 7 Izc\V9+  
3、二元光学元件建模 14 .P]+? %&  
4、离轴抛物面聚焦过程模拟 21 C) s5D  
5、大气像差与自适应光学 26 j (d~aqW  
6、热晕效应 29 vr l-$ii  
7、部分相干光模拟 34 Q&;9x?e  
8、谐振腔的优化设计 43 _[3D  
9、共焦非稳腔模拟仿真 47 uzPVTo|=  
10、非稳环形腔模拟 53 qDIZJh  
11、含有锥形反射镜的谐振腔 58 :Yl-w-oe  
12、体全息模拟 63 JQI: sj  
13、利用全息图实现加密和解密 68 6 "sSoj  
14、透射元件中由热效应导致的波前畸变 75 &z3o7rif$  
15、拉曼放大器 80 L*+@>3mu)  
16、瞬态拉曼效应 90 jr."I+  
17、布里渊散射散斑现象聚焦几何模拟 97 ?l )[7LR4  
18、高斯光束的吸收和自聚焦效应 104 x9g#<2w8  
19、光学参量振荡器 109 SH$PwJU  
20、激光二极管泵浦的固体激光器 114 bE..P&"  
21、ZIG-ZAG放大器 122 j^JPZ{ej?  
22、多程放大器 133 f}e`X
A?  
23、调Q激光器 153 eym4=k ~  
24、光纤耦合系统仿真 161 4VSU8tK|N]  
25、相干增益模型 169 \b x$i*  
26、谐振腔往返传输内的采样 181 niyV8
v  
27、光纤激光器 191 CTa57R  
r19 pZAc  
GLAD案例索引手册 IJ"q~r$  
NLqzi%s  
目录 abjQ)=u  
EQM{  
目   录 i cwg"c4V  
=H8;iS2R  
L4HI0Mx  
GLAD软件简介 1 wHy!CP%  
Ex1: 基本输入和RTF命令文件 2 lo+A%\1  
Ex1a: 基本输入 2 .q>iXE_c  
Ex1b: RTF命令文件 3 }7Q%6&IR  
Ex2: 光束初始化与自动单位控制 4 e7 o.x
R  
Ex2a: 高斯与超高斯光束的生成, 自动单位 5 ,J@  
Ex2b: 利用束腰计算光束和矩阵尺寸 5 !|(NgzDP/  
Ex2c: 利用光栅计算光束和矩阵尺寸 6 MTn{d  
Ex2d: 浅聚焦的光束和矩阵尺寸的计算 6 7.oM J  
Ex3: 单位选择 7 k,*XG$2h  
Ex4: 变量、表达式和数值面 7 4r}51 N\  
Ex5: 简单透镜与平面镜 7 (9a^$C
*  
Ex6: 圆锥反射面与三维旋转 8 W<g1<z\f  
Ex7:  mirror/global命令 8 /N{*"s
2)  
Ex8: 圆锥曲面反射镜 11 n[rCQdM&U"  
Ex8a: 间隔一定距离的共焦抛物面 11 WyiQoN'q  
Ex8b: 离轴单抛物面 12 upmx $H>  
Ex8c: 椭圆反射镜 12 h376Be{P  
Ex8d: 高数值孔径的离轴抛物面 12 F^:3?JA_  
Ex8e: 椭圆反射面阵列的本征模式分析法 12 ?J0y|  
Ex9: 三维空间中采用平面镜进行光束控制 17 {l@{FUv  
Ex10: 宏、变量和udata命令 17 ]-#DB^EQ  
Ex11: 共焦非稳腔 17 H5|;{q:j  
Ex11a: 非稳定的空谐振腔 18 yG{TH0tq  
Ex11b: 带有切趾效应的非稳空腔 18 Pq$n5fZC!  
Ex11c: 发散输出的非稳腔 19 jP.
dDYc  
Ex11d: 注入相反模式的空腔 19 wCBplaojJ  
Ex11e: 确定一个非稳腔的前六个模式 20 TWTb?HP  
Ex12: 不平行的共焦非稳腔 20 {.Jlbi9!  
Ex13: 相位像差 20 "{t$nVJ  
Ex13a: 各种像差的显示 21 flx(HJK  
Ex13b: 泽尼克像差的位图显示 23 dZuOrTplA  
Ex14: 光束拟合 23 LS[]=Mk@1  
Ex15: 拦光 24 QT}tvm@PMq  
Ex16: 光阑与拦光 24 2=}FBA,2  
Ex17: 拉曼增益器 25 fz_r7?  
Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26 o8MZiU1Xf  
Ex19: 会聚光束的拉曼过程，简单动力学分步法 26 i|kRK7[6B  
Ex20: 利用wave4的拉曼放大，准直光束 28 DlJo^|5  
Ex21: 利用wave4的四波混频，准直光几何传输 29 sLk-x\P]|  
Ex22: 准直光的拉曼增益与四波混频 29 DY*N|OnqJ  
Ex23: 利用wave4的四波混频，会聚光束 30 ]?4hyN  
Ex24: 大气像差与自适应光学 31 $~)SCbL^5  
Ex24a: 大气像差 32 U<XG{<2  
Ex24b: 准直光路中的大气像差 32 v$9y,^p@e  
Ex24c: 会聚光路中的大气像差 32 ALHIGJW:6$  
Ex25: 地对空激光通讯系统 32 ,esmV-  
Ex26: 考虑大气像差的地对空激光传输系统 34 \U_@S.  
Ex27: 存在大气像差和微扰的地对空激光传输系统 34 {;oPLr+Z  
Ex27a: 转换镜前面的大气像差与微扰的影响 35 W,u:gzmhw  
Ex27b: 转换镜后面的大气像差与微扰的影响 35 b.938#3,  
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 zuCSj~  
Ex28: 相位阵列 35 %iB,IEw  
Ex28a: 相位阵列 35 l^}c!  
Ex28b: 11×11的转向激光阵列，阻尼项控制 35 rC5O")I<  
Ex29: 带有风切变的大气像差 35 eS!/(#T  
Ex30: 近场和远场的散斑现象 36 ssL
\g`xe  
Ex31: 热晕效应 36 :Dp0?&_  
Ex31a: 无热晕效应传输 37 6LhTBV
 
Ex31b: 热晕效应，无动力制冷 37 5r0YA IJ  
Ex31c: 热晕效应，动力制冷和像差 37 KPki}'GO  
Ex32: 相位共轭镜 37 'GScszz  
Ex33: 稳定腔 38 aq-~B~c`g  
Ex33a: 半共焦腔 38 v[<T]1=LRC  
Ex33b: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，理想透镜 39 9YGY,sx  
Ex33c: 半共焦腔，1:1内腔望远镜，透镜组 39 dN6?c'iN?2  
Ex33d: 多边形谐振腔的分析 39 wC*X4 '  
Ex33e1: 相干注入，偏心光输入（1） 40 XPPdwTOr  
Ex33e2: 相干注入，偏心光输入（2） 40 gG
uO  
Ex33f: 半共焦腔的全局定义 41 jiGTA:v
 
Ex33g: 线型遮光触发TEM10 41 2<6UwF  
Ex33h: 带有旋转末镜的半共焦腔 41 TA\vZGJ('  
Ex33i: 两种波长的平行平面腔 42 c@Is2 9t*  
Ex33j: 多光束在同一个谐振腔中传输 42 {
8etv:y  
Ex33k: 拓展腔与伪反射 42 Nboaf  
Ex33l: 谐振腔耦合 43 4ppz,L,4  
Ex33m: 通过正交化确定高阶模 45 F"kAkX>3}  
Ex34: 单向稳定腔 45 "M0z(NkH  
Ex35: 分布式传输通过一个折射面 47 ^rz_f{c]-  
Ex35a: 分布式传输，孔径划分方法 51 N>E_%]Ch  
Ex35b: 分布式传输，入射光中添加相位光栅 53 >mkFV@`  
Ex35c: 分布式传输，折射面上添加相位光栅 54 ,: ^u-b|  
Ex35d: 光束传播到带有相位光栅的倾斜表面上 56 ~M$Wd2Th  
Ex35e: 光束传播到带有圆形孔径的倾斜表面上 56 iDD$pd,e\  
Ex36: 有限差分传播函数 57 b2*TgnRq  
Ex36a: FDP与软孔径 58 ykJ>*z  
Ex36b: FDP与FFT算法的硬孔径 58 ]@TCk8d$0  
Ex37: 偏振和琼斯矩阵 58 AFn7uW!9Gw  
Ex37a: 偏振与琼斯矩阵 58 wM{s|Ay  
Ex37b: 偏振，表面极化效应 60 Lj7AZ|k  
Ex37c: 以布儒斯特角入射时透射和反射系数 61 &3&HY:yF  
Ex37d: 偏振，古斯-汉欣位移（1） 61 tBSW|0  
Ex37e: 偏振，采用jsurf/goos命令的古斯-汉欣位移（2） 61 1H9!5=Ff  
Ex37f: 采用三维偏振片寻址的双折射楔 61 _dU\JD  
Ex37g: 通过达夫棱镜之后光束的偏振性质 62 {G-kNU  
Ex38: 剪切干涉仪 "jCu6
Rjd  
62 zeRyL3fnmb  
Ex39: 传输中的高斯相位因子与古伊位移 62 [B3RfCV{  
Ex40: 相位共轭，有限相互作用长度 64 ^sZ,2,^  
Ex41: 空间滤波对偏振的影响 64 1*7@BP5  
Ex42: 波导光栅耦合器与模式匹配输入 65 L.IlBjD  
Ex43: 波导光栅耦合器与反向模式输入 66 [Qr"
cR^  
Ex44: 波导光栅耦合器与带有像差的反向模式输入 66 [hsds\  
Ex45: 环形非稳腔，工作物质具有聚焦性质 66 V)4J`xg^  
Ex46: 光束整形滤波器 68 P2Y^d#jO  
Ex47: 增益片的建模 68 xD$\,{  
Ex47a: 满足比尔定律增益的非稳加载腔谐振器 70 =M-p/uB]  
Ex47b: 带有增益片的非稳加载腔谐振器 70 rlD8D|ZG  
Ex47c: 带有增益片的非稳加载腔谐振器，单步骤 70 `mqMLo*  
Ex47d: 点对点控制增益与饱和 70 IA(5?7x`<  
Ex47e: 点对点控制增益与饱和，多光束的饱和 70 >3bCTE  
Ex48: 倍频 70 V.Mry`9-  
Ex49: 单模的倍频 71 %)n=x ne  
Ex50: TE与TM波导模式的外耦合偏振 71 adw2x pj  
Ex51: 诱导偶极子的TE与TM外耦合计算 71 4P0}+  
Ex51a: TE模的波导光栅内耦合 72 %znc##j)q  
Ex51b: TM模的波导光栅内耦合 72 45oR=Atn  
Ex52: 锥像差 72 <GsuZ  
Ex53: 厄米高斯函数 74 /tLVX} &  
Ex53a: 厄米高斯多项式 75 28nFRr  
Ex53b: 径向偏振光的建构，HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75 gZ5 |UR<  
Ex54: 拉盖尔函数 75 Mp]rU
PK  
Ex55: 远场中的散斑效应 75 8ipez/  
Ex56: F-P腔与相干光注入 75 svSVG:48  
Ex56a: 确定理想高斯模式的古伊相位 76 snJ129}A  
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 KmF]\:sMD  
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 _-\#i  
Ex56d: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径) 76 oU/5 a>9~  
Ex56e: 相关光注入调制高斯模式(实际孔径)（续） 76 tVjsRnb{  
Ex56f: 在纵模空间对注入信号光进行扫描 76 ;Qq\DFe.w  
Ex57: 稳定谐振腔中利用遮光来产生高阶模式 76 y)*RV;^  
Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效应 77 <uJ@:oWG7  
Ex58a: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，无吸收情况 79 x"~JR\yzKJ  
Ex58b: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，有吸收情况 79 `x|?&Ytmf9  
Ex58c: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，比尔定律与自聚焦 79  @8 6f  
Ex58d: 比尔定律吸收器中的趋肤深度，吸收、自聚焦、像差 79 t^L]/$q  
Ex59: 带有中心拦光球差的焦平面图 79 j#6.Gq  
Ex59a: 焦平面上的球差，有拦光 80 xkn;,`t^lJ  
Ex59b: 焦平面上的球差，无拦光 80 a9G8q>h]O  
Ex59c:  2f透镜，焦平面扫描 80 ry!!9Z>9n  
Ex60: 椭圆小孔的尺寸与位置优化 80 `2snz1>!j  
Ex60a: 对散焦的简单优化 80 u4j5w  
Ex60b: 优化的数值验证，数值目标 81 n|;Im&,  
Ex60c: 优化的数值验证，阵列目标 81 _j3fAr(V  
Ex60d: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，数值验证 81 Z}QB.$&  
Ex60e: 对孔径的形状、阵列目标逆向优化，内置函数 81 {8OCXus3m  
Ex61: 对加速模型评估的优化 82 ]?*wbxU0  
Ex62: 具有微小缺陷的线性光栅 82 z:;CX@)*  
Ex62a: 平面波光栅，小的遮光片的影响 85 "}!G!k:  
Ex62b: 平面波光栅，第二个光栅的影响 85 7L??ae  
Ex63: 比尔定律与CO2增益的比较 85 c|%6e(g"L  
Ex64: 采用单孔径的透镜阵列 85 m2o0y++TjW  
Ex65: 非相干成像与光学传递函数（OTF） 85 hQi2U  
Ex66: 屋脊反射镜与角立方体 86 =}*0-\QG  
Ex67: 透镜和激光二极管阵列 87 Uv.)?YeGh  
Ex67a: 六边形透镜阵列 88 ise-O1'  
Ex67b: 矩形透镜阵列 88 +0~YP*I`/  
Ex67c: 透镜阵列用于光学积分器 88 :>*7=q=  
Ex67d: 矩形柱透镜 88 ;fJ.8C  
Ex67e: 焦距为25cm的微透镜阵列 88 (?c-iKGc  
Ex67f: 两个透镜阵列创建1:1的离焦成像器 88 2?5>o!C  
Ex67g: 透镜组对光纤阵列进行准直 88 E3i4=!Y  
Ex67h: N×N的激光二极管阵列，高斯型包络面 88 dscgj5b1~  
Ex68: 带有布儒斯特窗的谐振腔 88 +H.`MZ=  
Ex68a: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为1μ 89
;I*o@x_  
Ex68b: 通过JSURF命令设置偏振的谐振腔，工作波长为100μ 89 yZRzIb_  
Ex69: 速率方程与瞬态响应 89 J1vR5wbu  
Ex69a: 速率方程增益与模式竞争 89 /mMV{[  
Ex69b: 红宝石激光的速率方程增益 92 '7/)Ot(  
Ex69c: 速率方程与单步骤 92 OPi

0~s  
Ex69d: 半导体增益 92 `gJ(0#ac  
Ex69e: 三能级系统的增益，单一上能级态 93 ;,TFr}p`
 
Ex69f: 速率方程的数值举例 93 "zc l|@  
Ex69g: 单能级和三能级增益的数值举例 93 sS Mh`4'  
Ex69h: 红宝石激光的速率方程 93 rUl+  
Ex69i: 一般的三能级激光系统的速率方程 93 IcEdG(  
Ex69j: 稳态速率方程的解 93 Z.WW(C.  
Ex69k: 多步骤的单能级和三能级激光的速率方程 93 >0gW4!7Y  
Ex70: Udata命令的显示 93 F:VIzyMq<  
Ex71: 纹影系统 94 "8/,Y"W"  
Ex72: 测试ABCD等价系统 94 !W\+#ez  
Ex73: 动态存储测试 95 C+]I@Go'Tk  
Ex74: 关于动态存储分布更多的检验 95 /{[o~:'p  
Ex75: 锥面镜 95 lk!@?  
Ex75a: 无焦锥面镜，左出左回 95 *#2h/
Q.  
Ex75b: 光束回射时无焦锥面镜发生偏移，左出左回 97 %C0Dw\A*:  
Ex75c: 左右相反方向的无焦锥面镜 97 @7u0v  
Ex75d: 无焦锥面镜，位置偏移较大 98 >usL*b0%  
Ex75e: 内置聚焦锥面镜的稳定谐振腔 ZC?Xqp  
。。。。后续还有目录 lMt=|66  
对这两本书感兴趣的可以扫码加微联系 O<I-
  
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