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:
JIMi~mEiN z|m-nIM 
(11.1)
qc/)l~]?g{ 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。
^B'N\[ jGn2QL 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%。
-aM7>YR BK foeN)% GLAD的计算与该理论相符甚好。
#PMi6q~Z :
UDh{GQ*
eq4Yc*|9 参考文献
`_.(qg u:}yE^8 @ A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970).
T:VFyby\w TxmKmZ u b59NMGn C 谐振腔参数
}\.Z{h:t
? ----------------------------------------
'dd[=vzK 等效菲涅尔数 0.5
Vdb X4^V 放大倍率 2
kO'NT: 腔长 90cm
4nD U-P#f 孔径1半径 0.3cm
,Y27uey{wa 孔径2半径 0.6cm
y.WEO> -----------------------------------------
ds'7zxy/ (x8D ]a ## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的
光束能量为分配的值
=\x(Rs3 ## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数
6F?U:N#< ##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏
dQPW9~g8Hg ###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径
f5vsxP)Y[ variable/dec/int pass_number # 声明pass_number变量为整数
DZU} p variable/dec/int STOP TEST # 声明确定收敛的开关
-Z&9pI(3R~ T']G:jkb ####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环
0`kaT
?> macro/def conres/over # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息
5H/D~hr& pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器
)C#b83 clap/cir/no 1 .3 # 孔径1 定义
u\ }"l2 r mirror rad=180 # 凸面反射镜,曲率半径r=180
j%Z%_{6Ds* prop 90 # 向后传播90cm
ck#MpQ!An mirror rad=360. # 凹面镜
Tf.DFfV#y clap/cir/no 1 .7 # 孔径2定义
R}0!F2 prop 90 # 向前传播90cm
52z{ variable/set Energy 1 energy # 将光束的能量存在变量Energy
p7]V1w : write/screen/on # 写屏
Q1u/QA:z7 udata/set pass_number pass_number Energy-1 #储存光束能量的变化量
W4S! rU gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP # store convergence test in STOP #
6 9EdMuf gain/eigenvalue/show 1 # 显示本征值
]"-c?%L energy/norm 1 1 #光束能量进行归一化
7\ kixfEg if STOP macro/exit # 条件退出
qBcwM=R3P if [!TEST] then #TEST值为0, 执行语句
J4q_}^/2w title resonator mode pass = @pass_number
O",*N plot/l xrad=.75
"tg?V endif
*waaM]u macro/end
{_>}K <P1x3 ###初始化变量
_Rm1-,3 pass_number = 0 # 往返次数初始化为0 #
J=AF`[ field_radius = 1.6 #调整场半径
E@92hB4D" h4k.1yH; c##建立初始单位和高斯场分布
NKE,}^C array/set 1 128 #设置矩阵为128*128
f|'8~C5I@> units/field 1 field_radius # 定义单位
RP~ hi%A wavelength/set 1 10. # 定义波长
s(shgI 3g gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3 #能量收敛准则的分数变化设置
^*_|26 %g{<EuK]p c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出
ad,pHJ` gain/eigenvalue/set 1
5BB:. plot/screen/pause 3
31k2X81;a TEST = 1
YuKg|<WO resonator/name conres #设置谐振腔名字
%<[U\TL` resonator/eigen/test 1 #寻找本征值
!ui:0_ TEST = 0
2 s<uT pass_number = 0 #往返次数初始化为0
DNy 6Kw clear 1 0 #光束初始化为0
]U)Yg noise 1 1 #从噪声开始
.|z8WF* resonator/run 30 #宏运行30次
Y>Tok|PV title ex 11: energy per step #设置图形的标题
~Rk~Zn plot/watch ex11a_1.plt #设置图形窗口的名称
w4(g]9^Q plot/udata max=0 #设置横坐标范围
qB8R4wCf CH+mzy ###绘制汇聚场分布
^% jk. * title ex 11: resonator pass no. @pass_number #设置图形的标题
k{-#2Qz plot/watch ex11a_2.plt #设置图形窗口的名称
n(?BZ'&!O plot/liso 1 xrad=.75 ns=64
^QTtCt^: obs 1 .3
yHjuT+/wM, title ex 11: outcoupled beam #设置图形窗口的名称
m9 D'yXZ plot/watch ex11a_3.plt
{ bD:OF plot/liso 1 xrad=.75 ns=64
PiZU_~A : XaBCF* c##应用
透镜并传播到远场
*dmS'/ lens/sph 1 100
RSK5 }2 prop 100
/7jb&f title ex 11: far-field pattern #设置图形窗口的名称,画出远场模式
Gx/kel[Y} plot/watch ex11a_4.plt
lmpBf{~ S plot/liso 1 ns=64
t)4AQ Bbzmq c###生成环围功率表
=@y
?Np^A encircled/calculate/energy 1
W~qVZ(G*U encircled/udata 1
gjDxgNpa title ex 11: encircled energy
4"~l^yK plot/watch ex11a_5.plt #
9U]j@*QN plot/udata 1 min=0. max=1. #
5}NTqN0@ end
['jr+gIfQ 图1.刮刀镜镜前会聚横模 {dXmSuO
lNba[;_ 图2.单程能量损失图
f S-PM3 图3 3+oGR5gIN
M~,N~ N1 图4.刮刀镜镜后会聚横模 .-4]FGg3
}C!g x6 图5.准直谐振腔的远场分布 jHQnD]Hr
KuJNKuHa. 图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线