[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： %)ri:Qq  
|.OS7Gt?  
     (11.1) `#*`hH8  
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。 bt
Ox\y}  
lT?Vt`==~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%。 AvVPPEryal  
j];#=+  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 =qvn?I^/  
FwE<_hq//  
18^K!:Of  
参考文献 }0Q T5  
%H[~V f?d  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). a8YFH$Xh  
hbe";(  
`z^50Vh|  
C 谐振腔参数 %!7A" >ai  
---------------------------------------- oj=%< a  
等效菲涅尔数      0.5 xyP0haE  
放大倍率          2 \#v(f2jPF  
腔长              90cm ! o?E.  
孔径1半径       0.3cm %CZGV7JdA  
孔径2半径      0.6cm R2==<"gq  
----------------------------------------- %+((F+[  
0h kZ  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值
aA -j  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数 A4*D3\>%u  
##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 Qe0?n  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 eNK6=D|  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 )xL_jSyh  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 _aU :[v*!  
Y=i_2R2e2  
####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 iA|n\a~ny,  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 6FX]b4  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 g*-}9~  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 %EYh*g{G  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 2J Wp5  
prop 90                              # 向后传播90cm j*FpQiBoT  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 BC85#sbl  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义
/uPMzl  
prop 90 # 向前传播90cm @nnX{$YX  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy ]M 2n%9  
write/screen/on  # 写屏 'JO}6 ;W  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 "^ aSONz  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # n
p\
*r|U  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 C,8@V`  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 4^*Z[6nt|  
if STOP macro/exit  # 条件退出   e +jp,>(v  
if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句 Odm1;\=Eg+  
title resonator mode pass = @pass_number   K#N5S]2yb  
plot/l xrad=.75   'X\C/8\
 
endif uG/bCb+V  
macro/end " ;o,D  
<J]N E|:  
###初始化变量 ]E*xn  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # 3W[Ps?G  
field_radius = 1.6  #调整场半径 rW)}$|-Z  
F)50 6
 
c##建立初始单位和高斯场分布 CHdYY7\{  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 /GA-1cS_(  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 "/x/]Qx2  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 P#/s5D
8  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 )LL.fPic  
:UfaMe5  
c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出 >p3S,2SM  
gain/eigenvalue/set 1   D7v.Xq|  
plot/screen/pause 3 :io~{a#.2\  
TEST = 1   j[=P3Z0q  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 ^
C8f(  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 yg%T{hyzH  
TEST = 0   CelM~W$=u  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 =]L#v2@  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 ]Gl5Qf:+z  
noise 1 1                                 #从噪声开始 [5]* Be  
resonator/run 30                         #宏运行30次 ^izf&W.j!  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 oTeQY[%$  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 ?o d*"M  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 'fIG$tr9X  
3H5<w4yk  
###绘制汇聚场分布 v8THJf  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 MENrP5AL  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 2yV{y#\  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           PR>%@-Vgj  
obs 1 .3                           ibgF,N  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 +s5Yg,4*  
plot/watch ex11a_3.plt             (!<G` ;}u  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         *L5L.: Z
e  
B 3eNvUFZg  
c##应用透镜并传播到远场 y|%lw%cSe  
lens/sph 1 100                   'L6+B1Op  
prop 100                         IUy5=Sl  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 v
FGVz  
plot/watch ex11a_4.plt             i^/D_L.  
plot/liso 1 ns=64                 .7H*F9  
ld'Aaxl&  
c###生成环围功率表 H.TPKdVX  
encircled/calculate/energy 1       Xx=.;FYk  
encircled/udata 1                 Q#I?nBin  
title ex 11: encircled energy       +C(/.X Kz%  
plot/watch ex11a_5.plt # <V*M%YWs  
plot/udata 1 min=0. max=1. # uX,ln(9I*H  
end ;Z#DB$o\  
K-7i4 ~  
V, e  
qCYXkZ%`  
b%I2ig  
E9S&UU,K