[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： r
>N5^  
yM%,*VZ  
     (11.1) "^j& ^sA+  
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。 YYDLFtr2  
[gZd$9a  
激光在腔中来回一次后，分布的单位是初始时的两倍。要开始另一次来回传输，单位需要缩放到原来的单位，根据Siegman和Miller理论，每个来回损耗大约为44%。 ?MevPy`H  
FL5u68  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 H R$\jJ  
"j5b$T0P>  
j_PICv*6  
参考文献 HH[b1z2D  
j%R}  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). 4ed+'-"m  
PJu)%al  
{6YLiQ
*_  
C 谐振腔参数 X
%7Y\|  
---------------------------------------- =T$-idx1l  
等效菲涅尔数      0.5 ~c7}eTJd"  
放大倍率          2 <>,V>k|  
腔长              90cm 4C2JyP
3  
孔径1半径       0.3cm <lh+mrXm  
孔径2半径      0.6cm O/M\Q  
----------------------------------------- W/U&w.$  
Q7O8']~n  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 oXG,8NOdC  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数 *V(TNLIh;  
##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 '`^<*;w  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 L*tn>AO  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 :UmY|=v?t  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 :&X
y#.un  
5KJN](x+  
####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 iQpKcBx  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 )P\Vd #  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 [nBlHI;&  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 HABMFv  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 Eh;SH^&6  
prop 90                              # 向后传播90cm 2`,{IHu*!  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 c
;l d  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 xe[Cuy$P  
prop 90 # 向前传播90cm _@0>yMZ^  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy T!eb=oy  
write/screen/on  # 写屏 j;eR9jI$T  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 z8+3/jLN0B  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # qy6zHw  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 QSf{V(fs  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 xfw)0S  
if STOP macro/exit  # 条件退出   Oa=0d;_
 
if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句 {'8a'
9\  
title resonator mode pass = @pass_number   a?%X9 +1A  
plot/l xrad=.75   A<.`HCv2  
endif jvn:W{'Q  
macro/end }~$zdgMT  
<N^2|*3  
###初始化变量 w~sr2;rp<  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # 
2F+K(  
field_radius = 1.6  #调整场半径 y8jk9Tv  
>_h*N
H  
c##建立初始单位和高斯场分布 {4tJT25  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 *,!6#Z7  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 bWAhK@epI  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 1cWUPVQ  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 :N5R.@9  
-xtj:UO  
c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出 zZDa71>  
gain/eigenvalue/set 1   lil1$K: i  
plot/screen/pause 3 |RX uO  
TEST = 1   =p|,~q&i  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 q?'*T?|  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 ,o\vumx  
TEST = 0   O7bTu<h=  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 O#fGHI<43[  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 WP7*Q:5  
noise 1 1                                 #从噪声开始 S{aK\>>H  
resonator/run 30                         #宏运行30次 pA9^-:\*  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 PO5/j  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 DU
#6%8~  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 VqLqj$P  
U#R=y:O?  
###绘制汇聚场分布 I:[^><?E  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 K"-.K]O8E%  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 ^B~z .F i  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           o7E?A  
obs 1 .3                           P#bZtWx'<N  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 82Dw,Cn  
plot/watch ex11a_3.plt             GL'zs8AKf  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         ;muxIr`?  
!lp*0h(7  
c##应用透镜并传播到远场  RSXYz8{  
lens/sph 1 100                   }N!I|<"/  
prop 100                         @#$5_uU8\(  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 .zO/8y(@  
plot/watch ex11a_4.plt             4~=/CaG~  
plot/liso 1 ns=64                 3G|n`dj  
Vr0-evwfo  
c###生成环围功率表 XqMJe'%r  
encircled/calculate/energy 1       
y`!~JL*  
encircled/udata 1                 VeidB!GyP  
title ex 11: encircled energy       -bT1Qh X  
plot/watch ex11a_5.plt # )*ocX)AE  
plot/udata 1 min=0. max=1. # G4][`C]8c  
end ;HRIB)wF  
&u0JzK  
Uc]S7F#  
86$9)UI  
zLdi  
CL oc