[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： o)
F^0t  
"P\k_-a'  
     (11.1) 8.HqQ:?&2t  
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。 7].
tt  
*X8<hYKZq  
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%。 6DqV1'  
:]iV*zo_
 
GLAD的计算与该理论相符甚好。 #X'!wr|-  
34_:.QK-  
<^6|ZgR  
参考文献 zRN_`U  
eyBLgJt8P  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). jv<BGr=4;  
w]X~I/6g  
4]0|fi3}>  
C 谐振腔参数 |K| c  
---------------------------------------- 9Slx.
9f  
等效菲涅尔数      0.5 b7Jk{x #u  
放大倍率          2 5BR9f3}  
腔长              90cm "& 'h\  
孔径1半径       0.3cm ))V)]+  
孔径2半径      0.6cm {%X /w'|  
----------------------------------------- sYM3&ikyHI  
"f/lm 2<  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 W(a31d  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数 W}#eQ|oCV  
##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 :pj#t$:!  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 ~K]5`(KV  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 +pp|Qgr 3  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 -:b0fKn  
n,}\;Bp  
####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 (@@t,\iF  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 <o,]f E[  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 C-'n4AY^  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 QxG:NN;jW  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 H4p N+  
prop 90                              # 向后传播90cm ~6L\9B)  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 Q$Qs$  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 iV;X``S  
prop 90 # 向前传播90cm {eA0I\c(C  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy .<566g}VP  
write/screen/on  # 写屏 $K>'aI;|  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 |n3fAN  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # eFS;+?bu  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 |LA@guN  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 L;$Gn
"7~  
if STOP macro/exit  # 条件退出   1uBnU2E  
if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句 $\?BAkx  
title resonator mode pass = @pass_number   }@%A@A{R  
plot/l xrad=.75   O& k+;r  
endif Bc3(xI'>J  
macro/end sT:$:=  
``KimeA~  
###初始化变量 " UaUaSg#  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # 9nF;$HB  
field_radius = 1.6  #调整场半径 $?RxmWsP  
&?C% -"|c  
c##建立初始单位和高斯场分布 e<o{3*%p)  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 ?EQ]f3
4  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 VsEMF i=  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 <nDuN*|  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 ^-Ob($(\  
L:UJur%  
c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出 l%XuYYQ  
gain/eigenvalue/set 1   'Vq_/g!?1  
plot/screen/pause 3 2VObj7F  
TEST = 1   x9S~ns+r  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 zzOc # /  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 8U}BSM_<2  
TEST = 0   {jB& e,  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 )fSO|4  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 l]tda(  
noise 1 1                                 #从噪声开始 b.HfxYt(  
resonator/run 30                         #宏运行30次 '4 T}$a"i  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 *b#00)d  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 1N8gH&oF
 
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 NKyaR_q`  
0 _4p>v:  
###绘制汇聚场分布 V*]cF=W[A  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 anLSD/'4W  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 i2$7nSQ9  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           ^APPWQUl  
obs 1 .3                           w0W9N%f#=  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 \/=w\T
j  
plot/watch ex11a_3.plt             '?7?
"v  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         <_XyHb-  
YI[y/~!  
c##应用透镜并传播到远场 vb^/DMhz  
lens/sph 1 100                   qz]b8rX  
prop 100                         U Px7u%Do  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 Op''=Ar#sh  
plot/watch ex11a_4.plt             d@-s_gw  
plot/liso 1 ns=64                 -jN:~.  
PEA<H0  
c###生成环围功率表 66RqjP '2  
encircled/calculate/energy 1       @N^?I*|u  
encircled/udata 1                 B?o ?LI  
title ex 11: encircled energy       *WS'C}T  
plot/watch ex11a_5.plt # >wsS75n1  
plot/udata 1 min=0. max=1. # {|cuu"j26  
end ^uZ!e+   
?[Gj?D.Wc  
H|Vq  
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