[技术]GLAD：共焦非稳腔模拟仿真 [复制链接]

采用球面反射镜构造了一个共焦非稳腔，该结构与Siegman和Miller描述的结构一致[1]。该谐振腔的准直菲涅尔数和等量菲涅尔数分别为： #Dac~>a'  
t^L]/$q  
     (11.1) j#6.Gq  
其中，a是孔径半径，L为腔长，λ为波长，M是准直倍率。相应的参数数值为:L=90cm，a=0.3cm，M=2，λ=10μ。带入后计算得：N_c=2，N_eq=0.75。 0aAoV0fMDz  
o}!PQ#`M  
激光在腔中来回一次后，分布的单位是初始时的两倍。要开始另一次来回传输，单位需要缩放到原来的单位，根据Siegman和Miller理论，每个来回损耗大约为44%。 Yw9GN2AG  
U~8g_*  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 [!z,lY>  
j@9T.P1  
n|;Im&,  
参考文献 _j3fAr(V  
BzzTGWq\  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). % `3jL7|  
|^aKs#va  
r3Ykz%6  
C 谐振腔参数 $^P0F9~0  
---------------------------------------- 4Up/p&1@  
等效菲涅尔数      0.5 z@Y;r=v  
放大倍率          2 #F#%`Rv1  
腔长              90cm C]#,+q*  
孔径1半径       0.3cm SdWV3  
孔径2半径      0.6cm >/|*DI-HJ  
----------------------------------------- 6 r"<jh#  
 `]X
>V,  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 ..qCPlK;  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数 :>*7=q=  
##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 / +\9S  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 /NlGFO*Z  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 /\Ef%@  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 G9lUxmS<  
$k?>DP4  
####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 P%6~&woF  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 R8Tx[CJ5  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 >bxS3FCX  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 .h[:xYm  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 ?0SEMmp`H  
prop 90                              # 向后传播90cm R@0R`Zs  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 /mMV{[  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 K8~d^
G  
prop 90 # 向前传播90cm :
t[_:3@  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy ,>M[@4`,U  
write/screen/on  # 写屏 g :OI  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 74u&%Rj  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # Kgv T"s.  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 O=lzT~G|4  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 %RVZD#zr  
if STOP macro/exit  # 条件退出   9z0p5)]n>  
if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句 a}d@ T  
title resonator mode pass = @pass_number   ZoeD:xnh[  
plot/l xrad=.75   C}X\|J  
endif 4W])}C%  
macro/end m[$_7a5  
y9;Yivr)  
###初始化变量 u!s2BC0}N  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # [Zrr)8A  
field_radius = 1.6  #调整场半径 ;`Z{7'^U  
%C0Dw\A*:  
c##建立初始单位和高斯场分布 ~[ F`"  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 i?/qY&~  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 =v\.h=~~  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 K'xV;r7Nt  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 O2+6st  
lFkR=!?=  
c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出 ~>G^=0LT  
gain/eigenvalue/set 1   jylD6IT  
plot/screen/pause 3 <$YlH@;)`a  
TEST = 1   E{\2='3\  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 )_:NLo:  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 xoL\us`A  
TEST = 0   }qUX=s GG  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 -4K5-|>O  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 }b}m3i1  
noise 1 1                                 #从噪声开始 gr{ DWCK  
resonator/run 30                         #宏运行30次 |:o4w  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 _GPe<H  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 3R/bz0 V>  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 fJ\[*5eiS  
vI?, 47Hj+  
###绘制汇聚场分布 @CoIaUVP  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 V+\Wb[zDJ  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 TvM~y\s  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           WAqINLdX  
obs 1 .3                           K:M8h{Ua  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 +t.b` U`-  
plot/watch ex11a_3.plt             IBGrt^$M  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         h1RSVp+?n  
54,er$$V  
c##应用透镜并传播到远场 / 1RpM]d  
lens/sph 1 100                   jdN`mosJ  
prop 100                         =wJX0A|  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 F@t3!bj9  
plot/watch ex11a_4.plt             ,6/V"kqIP  
plot/liso 1 ns=64                 f<_Cq<q"  

}ZI
7J  
c###生成环围功率表 R_KH"`q  
encircled/calculate/energy 1       Wqnc{oq|$  
encircled/udata 1                 r%_djUd  
title ex 11: encircled energy       :s,Z<^5a)g  
plot/watch ex11a_5.plt # =|=(l)8  
plot/udata 1 min=0. max=1. # ~o(   
end .}t e
>]A*  
0b>h$OU/  
x2EUr,7  
%>yL1BeA4  
R-:2HRaA  
b}f~il