[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： )2[)11J9t  
cC/h7odY  
     (11.1) (4YLUN&1O$  
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。 w(oK   
5XKTb  
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%。 r:H]`Uo'r  
r: K1PO  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 }S> 4.8  
!d72f8@9  
|}=eY?iXo  
参考文献 nR_Zrm  
z<%P"   
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). "hk#pQ  
F1Z'tj
j+  
y[_k/.1  
C 谐振腔参数 pD<w@2K  
---------------------------------------- bZ`v1d (r  
等效菲涅尔数      0.5 vIV|y>;g  
放大倍率          2 \L Q+ n+  
腔长              90cm }3#\vn0gT
 
孔径1半径       0.3cm [IYVrT&C'  
孔径2半径      0.6cm 37hdZt.,  
----------------------------------------- ]+D@E2E
 
$k~TVm Yex  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 7e"}ojt$  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数 -UhpPw6  
##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 7+HK_wNi  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 a"jE\OZ{+s  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 2) X#&IE  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 xUdF.c  
L
`1 ITz  
####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 \=%lH=yS  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 (y9KO56.V&  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 bmG`:_  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 tguB@,O  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 VF?H0}YSHb  
prop 90                              # 向后传播90cm EX]+
e  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 6W i n!4  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 o~LJ+m6-)  
prop 90 # 向前传播90cm d(
v"{N}  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy SXL3>-Z E  
write/screen/on  # 写屏 8C3k: D[  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 JxVGzb
`8  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # MPB[~#:  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 /oPW0of  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 Hv;xaT<}V  
if STOP macro/exit  # 条件退出   u^2`$W  
if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句 # -'A =j  
title resonator mode pass = @pass_number   khy'Y&\F;  
plot/l xrad=.75   ob7'''i  
endif u zZ|0  
macro/end X$kLBG_  
a{8a[z  
###初始化变量 Hx#YN*\.M  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # -@N-i$!;J  
field_radius = 1.6  #调整场半径 i~u4v3r=  
w.m8SvS&b  
c##建立初始单位和高斯场分布 0z=KnQx"4  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 aT0~C.vT  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 _pdKcE\X  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 @ m`C%7<  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 L.;b(bFe  
Myc-lCE  
c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出 XCM!8x?K  
gain/eigenvalue/set 1   iK}p#"si  
plot/screen/pause 3 WDc[+Xyw  
TEST = 1   ifn=De3+  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 Cv#aBH'N  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 !u7KgB<=/F  
TEST = 0   )LP'
4*  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 NpVL;6?7T  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 VEWW[T  
noise 1 1                                 #从噪声开始 //8W">u  
resonator/run 30                         #宏运行30次 T}Tv}~!f  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 PZ]tl  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 v H
HgZ  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 971=OEyq*  
k0Vri$x  
###绘制汇聚场分布 xw*e`9vAe  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 @<W

` w  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 e:G~P u`  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           uda++^y:  
obs 1 .3                           W|<c[S  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 HlE8AbEg  
plot/watch ex11a_3.plt             Dl>tF?=  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         'o&d!  
\;7U:Y$v  
c##应用透镜并传播到远场 *f+s  
lens/sph 1 100                   ^wy  
prop 100                         6mcb'hy  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 H;`F}qQ3  
plot/watch ex11a_4.plt             ^; KCE  
plot/liso 1 ns=64                 ;lmg0dtJ  
Fo3*PcUv  
c###生成环围功率表 U5"u h} 3  
encircled/calculate/energy 1       t jM9EP  
encircled/udata 1                 =z}PR1X!  
title ex 11: encircled energy       H&s`Xr  
plot/watch ex11a_5.plt # &g?GF\Y  
plot/udata 1 min=0. max=1. # uzp\V 39  
end hWly8B[I  
x(c+~4:_M  
`n>/MY  
~ZafTCa;  
jtoS{B,  
 ]]p\1G