[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： qDhZC*"9#D  
;ceg:-Zqo  
     (11.1) t~nW&]E  
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。 V0&7MY*  
`D$^SHfyz  
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%。 3bjCa\ "  
W}}ZP];  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 p~""1m01,D  
 H{Lt,#  
2tCw{Om*  
参考文献 rc~)%M<[2  
.tyV=B:h  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). MpvGF7H  
w^YXnLLJG  
Wg,@S*x(  
C 谐振腔参数 3>73s}3  
---------------------------------------- 81(\8#./  
等效菲涅尔数      0.5 lA;^c)  
放大倍率          2 ?~#[cx  
腔长              90cm JO&RuAq  
孔径1半径       0.3cm p=Leoc1  
孔径2半径      0.6cm o{n#f?EA  
----------------------------------------- s*Z yr%R  
T4gfQ6#  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 B4+c3M\$V  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数 es\ qnq  
##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 ZrA*MN  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 GC3d7  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 Br&&#  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 x2aG5@<3  
<w8H[y"c  
####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 @H(7Mt  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 aRI.&
3-  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 ,1lW`Krx  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 dnXu(e%  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 -eS r  
prop 90                              # 向后传播90cm \u[5O@v#  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 "&^KnWk=  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 )=x4+)9  
prop 90 # 向前传播90cm >9#) obw  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy &TrL!9FtJ  
write/screen/on  # 写屏 .pm%qEh  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 TL7qOA7^X  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # 0Q,Tcj  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 a>,_o(]cW  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 /Dt:4{aTOC  
if STOP macro/exit  # 条件退出   [Fk|m1i!  
if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句 >TawJ"q-6R  
title resonator mode pass = @pass_number   u(?U[pe[  
plot/l xrad=.75   0oBAJP  
endif B,Tv9(sv  
macro/end eoQt87VCU  
]gv3|W  
###初始化变量 [z=!OFdE  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # U
kf:m&G  
field_radius = 1.6  #调整场半径 qf<o"B|_9  
@KLX,1K  
c##建立初始单位和高斯场分布 j> dZ26 >N  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 \:q@I]2  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 48G^$T{  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 h4Arg~Or  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 Q`Pe4CrWvu  
m] p]J_6A  
c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出 E piF$n  
gain/eigenvalue/set 1   (I>SqM Y  
plot/screen/pause 3 '@\[U0?@K  
TEST = 1   0QrRG$<4X  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 2~r2ErtS  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 9:Bn-3)  
TEST = 0   bu\(KR$s  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 HL>l.IG?  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 een62-`  
noise 1 1                                 #从噪声开始 6I
z!_  
resonator/run 30                         #宏运行30次 Lk^bzW>f  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 {CVZ7tU7]  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 7X
>@r"9<  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 wGIRRM !b  
) R\";{`M  
###绘制汇聚场分布 Ep')@7^n  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 J\'f5)k  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 d0zp89BEn  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           Yc3\
 
obs 1 .3                           ^r7KEeVD  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 JPj/+f  
plot/watch ex11a_3.plt             M;KeY[u  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         GU Mf}
y  
p#rqe<Ua  
c##应用透镜并传播到远场 QAY:H@Gt:  
lens/sph 1 100                   ]<q!pE
;t  
prop 100                        
zqI|VH  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 IM2<:N%'  
plot/watch ex11a_4.plt             JEZ0O&_R  
plot/liso 1 ns=64                 T`<Tj?:^&  
k{ZQM  
c###生成环围功率表 I,& g
Kgh  
encircled/calculate/energy 1       G#uB%:)&0u  
encircled/udata 1                 YX3NZW2i  
title ex 11: encircled energy       NPa4I7`A  
plot/watch ex11a_5.plt # puEu)m^  
plot/udata 1 min=0. max=1. # s(L!]d.S$y  
end "(';UFa  
3qV\XC+  
G1ruF8  
|B^Picu  
L`rrT   
%)&Tr`