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:
A1(=7ZKz +yd(t}H@ 
(11.1)
G\:^9!nwY~ 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。
`CQMvX{ C) "|sG 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%。
_P*<T6\J> K@zzseQ}= GLAD的计算与该理论相符甚好。
'@<aS?@!t D#n^U
`\if
l ,T*b 参考文献 P7i
G,i ;/8oP ;X2 A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970).
idr,s\$> +\a`:QET Q@-7{3 C 谐振腔参数
n(#159pZ ----------------------------------------
R1DXi 等效菲涅尔数 0.5
d= -/'_' 放大倍率 2
duKR;5: 腔长 90cm
t3)nG8>
) 孔径1半径 0.3cm
'<C I^5^ 孔径2半径 0.6cm
HV??B : -----------------------------------------
jK^'s6i# yjbqby7 ## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的
光束能量为分配的值
1cyX9X ## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数
e'c~;Z\A ##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏
FasA f(3 ###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径
;@@1$mzK variable/dec/int pass_number # 声明pass_number变量为整数
OwwlQp ~!J variable/dec/int STOP TEST # 声明确定收敛的开关
FSqS]6b3 z Lw=* ####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环
+FWkhmTv macro/def conres/over # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息
?[\(i)] pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器
i[~oMwc& clap/cir/no 1 .3 # 孔径1 定义
UpgY}pf} mirror rad=180 # 凸面反射镜,曲率半径r=180
*FkG32k prop 90 # 向后传播90cm
%:/_O*~)Yg mirror rad=360. # 凹面镜
3+;}2x0-F clap/cir/no 1 .7 # 孔径2定义
:o}Ju}t prop 90 # 向前传播90cm
!Q`GA<ikv variable/set Energy 1 energy # 将光束的能量存在变量Energy
h,q%MZ==^s write/screen/on # 写屏
`um#}ify# udata/set pass_number pass_number Energy-1 #储存光束能量的变化量
PX3rHKK{ gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP # store convergence test in STOP #
dE*n!@ gain/eigenvalue/show 1 # 显示本征值
?#^_yd|< energy/norm 1 1 #光束能量进行归一化
Dq!Vo ;s2 if STOP macro/exit # 条件退出
1FS Jqad if [!TEST] then #TEST值为0, 执行语句
d*Y&V$?zl title resonator mode pass = @pass_number
'Pudy\Ab plot/l xrad=.75
8VJUaL@ endif
v?)-KtX| macro/end
DYU+?[J ;%Jw9G\h ###初始化变量
Ctxs]S tU% pass_number = 0 # 往返次数初始化为0 #
c,1Yxg]| field_radius = 1.6 #调整场半径
M$z.S0" <@}~Fp@ c##建立初始单位和高斯场分布
(z0S5#g
,x array/set 1 128 #设置矩阵为128*128
0+0+%#? units/field 1 field_radius # 定义单位
DKCPi 0 wavelength/set 1 10. # 定义波长
s% "MaDz gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3 #能量收敛准则的分数变化设置
|~bl%g8xP h5&l#>8& c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出
u{'bd;.7 gain/eigenvalue/set 1
s#ijpc>h plot/screen/pause 3
q28i9$Yqj\ TEST = 1
0A@'w*= resonator/name conres #设置谐振腔名字
3~\mP\/4v resonator/eigen/test 1 #寻找本征值
oQ= Q} TEST = 0
ewqfs/ pass_number = 0 #往返次数初始化为0
aE6I|6W? clear 1 0 #光束初始化为0
T=}(S4n#BX noise 1 1 #从噪声开始
zR/d:P? resonator/run 30 #宏运行30次
<jT6|2' title ex 11: energy per step #设置图形的标题
}\`MXh's plot/watch ex11a_1.plt #设置图形窗口的名称
.Y!*6I plot/udata max=0 #设置横坐标范围
LQ"56PP< 1Tf"<Dp ###绘制汇聚场分布
"P=OpFV title ex 11: resonator pass no. @pass_number #设置图形的标题
5C/W_H+9iK plot/watch ex11a_2.plt #设置图形窗口的名称
<8p53*a plot/liso 1 xrad=.75 ns=64
, gk49z9 obs 1 .3
*z`_U]tP title ex 11: outcoupled beam #设置图形窗口的名称
"jzU` plot/watch ex11a_3.plt
8*3<Erv plot/liso 1 xrad=.75 ns=64
3qPj+@ AoL4#.r3H c##应用
透镜并传播到远场
1FUadSB5) lens/sph 1 100
Mf%0Cx ` prop 100
0b9K/a%sQv title ex 11: far-field pattern #设置图形窗口的名称,画出远场模式
bE.,)GY plot/watch ex11a_4.plt
Mxn>WCPo plot/liso 1 ns=64
;wIpch e wp`a:QZ8N c###生成环围功率表
|BnjT*_9 encircled/calculate/energy 1
-Zd!0HNW1 encircled/udata 1
1+RG@Cp title ex 11: encircled energy
quHq?oXV, plot/watch ex11a_5.plt #
<\GP\G plot/udata 1 min=0. max=1. #
7y:%^sl end
~U#afGH$ 图1.刮刀镜镜前会聚横模
,F(nkbt
`uy)][j- 图2.单程能量损失图
<Yu}7klJE 图3 pi:%Bd&F
m'k.R
j 图4.刮刀镜镜后会聚横模 b[Sd$ACd
abkl)X>k 图5.准直谐振腔的远场分布 e )l<D)
blNJ 图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线