[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： \c v?^AI  
'ly?P8h  
     (11.1) im7nJQ^H$q  
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。 >_dx_<75&  
Q5{Pv}Jx  
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%。 )n49lr6X  
?bZovRx  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 W7"{r)7  

*[ #;j$m  
\<Sv3xy&O  
参考文献 PWRy7d  
Hs?e0Z=N  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). (&|_quP7O  
-9
!.m  
t^
]$!H  
C 谐振腔参数 EN{]Qb06A  
---------------------------------------- 1g##sSa6  
等效菲涅尔数      0.5 -K,-h[o  
放大倍率          2 ^,l_{  
腔长              90cm |Fm6#1A@  
孔径1半径       0.3cm LMi:%
i%\  
孔径2半径      0.6cm M.-"U+#aD  
----------------------------------------- }+o:j'jB  
IK,|5]*Ar  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 k#8Ti"0  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数 )"zvwgaW  
##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 <FMq>d$\  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 b|Q)[y]  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 o1&:r
y  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 4'$g(+z  
0;S,tJg  
####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 O}9KJU  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 (b?{xf'
G  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 X[#zCM  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 *
 tCS  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 |KB0P@
=a  
prop 90                              # 向后传播90cm 5@*'2rO&!  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 ]E  =Iu  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 UnVm1ZWZ  
prop 90 # 向前传播90cm m9U"[Huv1E  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy [I4ege>  
write/screen/on  # 写屏 V f-a'K&  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 9/+Nj/  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # y/e2l  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 DAo~8H  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 UobyK3.%  
if STOP macro/exit  # 条件退出   ThPE 0V  
if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句 Dnc(l(  
title resonator mode pass = @pass_number   Z/rP"|EuQ  
plot/l xrad=.75   sr@j$G#uW5  
endif 3=-4%%[M@  
macro/end aP'"G^F  
"V{yi!D{<  
###初始化变量 eEhr140  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # XLMb=T~S  
field_radius = 1.6  #调整场半径 E\gim<]  
Z3[S]jC  
c##建立初始单位和高斯场分布 ==i[w|  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 +[SgO}sF  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 V]*b4nX7  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 -hC,
e/+  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 xBu1Ak8w  
uEc<}pV  
c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出 $gBd <N9|c  
gain/eigenvalue/set 1   Y(.OF Q  
plot/screen/pause 3 :4v3\+T  
TEST = 1   P/&]?f0/  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 ;n|^1S<[  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 =^ T\Xs;GK  
TEST = 0   R |KD&!~Z  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 <b/~.$a'  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 ~ %B<  
noise 1 1                                 #从噪声开始 r\nx=  
resonator/run 30                         #宏运行30次 ;[RZ0Uy=  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 yV)la@c  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 #+$Q+Z|6k  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 y4+;z2'>  
k+1|I)z  
###绘制汇聚场分布 r-
,e;o>9  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 KR7@[
  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 A.UUW  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           fib}b?vk  
obs 1 .3                           qY 4#V k  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 ktDC/8
  
plot/watch ex11a_3.plt             _)]CzBRq\6  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         `K,1K  
jD7NblX  
c##应用透镜并传播到远场 G%d (
 
lens/sph 1 100                   t43)F9!  
prop 100                         r,_?F7  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 %'0TXr$  
plot/watch ex11a_4.plt             VY)s+Bx  
plot/liso 1 ns=64                 tE7[Smzuf  
6"dD2WV/  
c###生成环围功率表 IHRGw  
encircled/calculate/energy 1       v9T_
&  
encircled/udata 1                 JI vo_7{  
title ex 11: encircled energy       bTQNb!&  
plot/watch ex11a_5.plt # Le%ZV%,  
plot/udata 1 min=0. max=1. # _#vrb;.+  
end (rg;IXAq%  
^] kF{ o?  
3j3N!T9  
mS0udHod  
7=(Hy\Q5xH  
2k<;R':