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:
w!=Fi YR{%pZp 
(11.1)
9EE},D 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。
+@QN)ZwVy `a!:-.:v 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%。
%L\buwjy$ 6^oQ8unmS GLAD的计算与该理论相符甚好。
n]N+ Ev R6^n/
c:R`]4o 参考文献 =ca<..yh[d ^zMME*G A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970).
[CBhipoc @Y~R*^n"} G9/5KW}- C 谐振腔参数
PyS~2)=B ----------------------------------------
KVvzVQ1 等效菲涅尔数 0.5
T.fmEl 放大倍率 2
L+c7.l.yT 腔长 90cm
7^fpbrj 孔径1半径 0.3cm
me#?1r 孔径2半径 0.6cm
x}`]9XQ -----------------------------------------
?9_RI(a.} j=%^CRum ## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的
光束能量为分配的值
nZfU:N ## 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#
/c7 ##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏
Bc/'LI.% ###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径
#!m`A+!~! variable/dec/int pass_number # 声明pass_number变量为整数
\,w*K'B_Y variable/dec/int STOP TEST # 声明确定收敛的开关
1|?8g2Vf nTJ-1A7EP ####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环
p m4g),s macro/def conres/over # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息
bN,>,hj pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器
]8}+%P,Q clap/cir/no 1 .3 # 孔径1 定义
'E4`qq mirror rad=180 # 凸面反射镜,曲率半径r=180
B]`!L/ prop 90 # 向后传播90cm
e~#"#? mirror rad=360. # 凹面镜
"k8Yc<`u clap/cir/no 1 .7 # 孔径2定义
BVKr 2v prop 90 # 向前传播90cm
C+*qU variable/set Energy 1 energy # 将光束的能量存在变量Energy
Y:~A-_ write/screen/on # 写屏
D^?jLfW8 udata/set pass_number pass_number Energy-1 #储存光束能量的变化量
ZfpV=DU gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP # store convergence test in STOP #
p)t1]<,Of gain/eigenvalue/show 1 # 显示本征值
P%#EH2J energy/norm 1 1 #光束能量进行归一化
{*=+g>RgD if STOP macro/exit # 条件退出
\(nb
>K if [!TEST] then #TEST值为0, 执行语句
}@6/sg
title resonator mode pass = @pass_number
2k
}:)]m plot/l xrad=.75
yqy5i{Y endif
@>wD`<U| macro/end
F-\Swbx+ }~?B>vZS ###初始化变量
~wMdk9RQ pass_number = 0 # 往返次数初始化为0 #
P87!+pB( field_radius = 1.6 #调整场半径
fn%Gu s~ Z~g I ) c##建立初始单位和高斯场分布
Ub0hISA array/set 1 128 #设置矩阵为128*128
5E~?hWAv units/field 1 field_radius # 定义单位
dQ6n[$Q@N wavelength/set 1 10. # 定义波长
e}x}Fj</( gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3 #能量收敛准则的分数变化设置
Q*S|SH-cZ0 Zz" b&`K c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出
[-Zp[ gain/eigenvalue/set 1
>&@hm4 plot/screen/pause 3
y_^w| TEST = 1
?_\t7f resonator/name conres #设置谐振腔名字
ugtzF resonator/eigen/test 1 #寻找本征值
yIm@m[B;
TEST = 0
&1O!guq% pass_number = 0 #往返次数初始化为0
[m9Pt]j@
clear 1 0 #光束初始化为0
}Pm>mQZ}, noise 1 1 #从噪声开始
]!u12^A{ resonator/run 30 #宏运行30次
dXkgWLI~ title ex 11: energy per step #设置图形的标题
R&w2y$ plot/watch ex11a_1.plt #设置图形窗口的名称
FmfPi
.;1 plot/udata max=0 #设置横坐标范围
;2o+|U@ b-/zt Z@u ###绘制汇聚场分布
=j)y.x( title ex 11: resonator pass no. @pass_number #设置图形的标题
- nWs@\ plot/watch ex11a_2.plt #设置图形窗口的名称
_%HpB= plot/liso 1 xrad=.75 ns=64
#q;hX;Va obs 1 .3
f@ &?K< title ex 11: outcoupled beam #设置图形窗口的名称
'%W'HqVcG1 plot/watch ex11a_3.plt
qz|`\^ plot/liso 1 xrad=.75 ns=64
$ae*3L>5M pUvbIbg+ c##应用
透镜并传播到远场
E$$pO.\ lens/sph 1 100
kI|Vv90l prop 100
U'pm5Mc\q title ex 11: far-field pattern #设置图形窗口的名称,画出远场模式
?e? mg plot/watch ex11a_4.plt
; Nw. plot/liso 1 ns=64
mhp&;
Q9 |!r.p_Zt c###生成环围功率表
V:M$-6jv encircled/calculate/energy 1
Nhh2P4gH encircled/udata 1
_1z|QC title ex 11: encircled energy
\z}/=Qgc plot/watch ex11a_5.plt #
/Q7cQ2[EU plot/udata 1 min=0. max=1. #
"J0,SFu: end
_9Pxtf 图1.刮刀镜镜前会聚横模 xy@1E;
m6%csh-N1 图2.单程能量损失图
^wL
n 图3 }$K2h*
UWdPB2x[ 图4.刮刀镜镜后会聚横模 hcQvL>
{VWUK`3 图5.准直谐振腔的远场分布 "K EB0U
}*!7
Vrep 图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线