[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： ,FIG5-e,}  
b=@H5XTZyK  
     (11.1) -HwqR Ys  
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。 rX(Ol,&oP  
hy&WG&qf  
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%。 f;D(X/"f]  
hZIbN9)8A  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 5J-slNNCQ  
kxQ al  
s4uZ>  
参考文献 .(^%M 2:6  
\B4f5L8k  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). /9b+I/xY"  
f_|pl^  
wY]ejK$0R  
C 谐振腔参数 + L[a  
---------------------------------------- b.q/? Yx  
等效菲涅尔数      0.5 .TeGA;  
放大倍率          2 :W.pD:/=v  
腔长              90cm l&|Tb8_'  
孔径1半径       0.3cm (}RTHpD  
孔径2半径      0.6cm ? KDg|d  
----------------------------------------- `#*`hH8  
h e=A%s  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 \zh`z/=92  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数 z? Iu;X  
##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 HCKocL/]h  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 XL/V>`E@  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 I!"/I8Y  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 Zd|u>tn  
eN'b"_D  
####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 B='(0Uxy-  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 Alv"D  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器
naiQ$uq0  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 vL#I+_ 2  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 1! j^  
prop 90                              # 向后传播90cm mg< v9#  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 ~tLvD[n[  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 "r=p/"4D  
prop 90 # 向前传播90cm 5g`J}@"k  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy vA{DF{S4  
write/screen/on  # 写屏 '=H3Y_{oO  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 g)ofAG2  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # >uo=0=9=  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 -k  }LW4  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 8M0<:p/  
if STOP macro/exit  # 条件退出   6>3zD)tG  
if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句 (QdLz5\  
title resonator mode pass = @pass_number   dUBf.2ry  
plot/l xrad=.75   x6Tpt^N}  
endif g,G{%dGsk  
macro/end BI<(]`FP;s  
k$.l^H u  
###初始化变量 2q UX"a4  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # *x)u
9rO]  
field_radius = 1.6  #调整场半径 7:zoF],s  

e< G[!m  
c##建立初始单位和高斯场分布 k~2FlRoC^  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 q&&uX-ez5W  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 v+i==vxg  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 9&HaEAme  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 #<@_mbQ@|K  
|fb*<o eT  
c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出 NA YwuE-`  
gain/eigenvalue/set 1   uF{l`|b'  
plot/screen/pause 3 [B^V{nUBc  
TEST = 1   Bw<$fT`  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 &?I3xzvK  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 4<- E0  
TEST = 0   -%Jm-^F I  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 ?IDkDv!na~  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 Oiw!d6"Ovq  
noise 1 1                                 #从噪声开始 ,D.@6bJW  
resonator/run 30                         #宏运行30次 MIu'OJ"z~  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 bv``PSb3  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 w[uwhd  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 @sRb1+nn  
;p"#ZS7  
###绘制汇聚场分布 5r0Sl89J  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 EkOn Rm_hn  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 Q@TeU#2Y  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           9?|m ^  
obs 1 .3                           >?{> !#1  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 D7v.Xq|  
plot/watch ex11a_3.plt             0Rn`63#  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         m;<5QK8f  
r2&/Ii+  
c##应用透镜并传播到远场 QaOFl`i  
lens/sph 1 100                   08$l=  
prop 100                         $cGV)[KWp@  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 R;w1& Z  
plot/watch ex11a_4.plt             _2<k,Dl;RY  
plot/liso 1 ns=64                 .Pa6HA !  
?o d*"M  
c###生成环围功率表 'fIG$tr9X  
encircled/calculate/energy 1       .Zx7+`i  
encircled/udata 1                 ks8xxY  
title ex 11: encircled energy       hw&~OJeo  
plot/watch ex11a_5.plt # aVn+@g<.  
plot/udata 1 min=0. max=1. # qjRp
5  
end 0[s<!k9=  
Z?'?+48xv4  
c+u) C%g  
p{JE@TM  
\'x?VVw  
N4,!b_1