[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： m*e YC  
A6"Hk0Hf  
     (11.1) #A<P6zJXR  
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。 )^O-X.1  
z@VP:au  
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%。 L%cVykWY"  
.v\\Tq&"|  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 SO?8%s(   
l]_=:)" ]  
XFqJ '
R  
参考文献 Qt+:4{He  
,FQK;BU!lh  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). -kj
< 1~YW  
C"w {\ &R  
Pz"`MB<'Ik  
C 谐振腔参数 t?)pl2!A  
---------------------------------------- TMVryb  
等效菲涅尔数      0.5 @aG&n(.!u*  
放大倍率          2 xN"Z1n7t  
腔长              90cm C+V* Fh3  
孔径1半径       0.3cm M>H=z#C>/A  
孔径2半径      0.6cm b
.yh8|&  
----------------------------------------- 0b|zk <  
}_OM$nzj  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 #-#NqX:  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数

=XY
]x  
##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 d/,E2i{I7  
###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(s;,B\  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 ;%!m<S|%k  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 p@Q5b}xCG_  
v3RcwySk  
####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 e [0w5)X   
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 kBEmmgL  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 qr(`&hB-L  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 &%C4Ugo  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 !K0JV|-?t  
prop 90                              # 向后传播90cm /Z%>ArAx  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 mY&ud>,U:  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 {Gi h&N  
prop 90 # 向前传播90cm $#NQ<3  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy \gO,hST  
write/screen/on  # 写屏 UWXm?v2j  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 @,H9zrjVFZ  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # *OTS'W~t  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 JBX[bx52<r  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 aP()|js  
if STOP macro/exit  # 条件退出   xi
'>mIT  
if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句 (Xxn\*S  
title resonator mode pass = @pass_number   pBJAaCGm  
plot/l xrad=.75   K%g;NW  
endif 0~gO'*2P  
macro/end `$RA< 3  
DPDe>3Mi[  
###初始化变量 \NL+}cL/  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # 1cJsj  
field_radius = 1.6  #调整场半径 i u]&;  
"4xfrlOc  
c##建立初始单位和高斯场分布 Zm TDQ`Ix  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 (!K_Fy@  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 CnF |LTi  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 MXh "Y*}  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 K\.5h4k  
vA%^`5  
c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出 oR#:NtX
@  
gain/eigenvalue/set 1   @e2}BhB2  
plot/screen/pause 3 M#j
N-ix  
TEST = 1   @9G- m(?*  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 SAv<&  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 d+L#t  
TEST = 0   34AP(3w  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 8\ha@&p  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 ?/#}ZZK^  
noise 1 1                                 #从噪声开始 R4's7k  
resonator/run 30                         #宏运行30次 x%> e)L<  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 P>QpvSd_#  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 @1RP/y%  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 -e@!  
9h,u6e
 
###绘制汇聚场分布 H:{7X1bV  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 >H|` y@]  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 deX5yrvOie  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           QL7
>;t;  
obs 1 .3                           Vy)hDa[&  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 ;e8V +h  
plot/watch ex11a_3.plt             keAcKhj  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         !^fa.I'mM  
S[:xqzyDg  
c##应用透镜并传播到远场 ZXb0Y2AVx  
lens/sph 1 100                   D%/8{b:  
prop 100                         rw%l*xgX  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 B/uniR^x  
plot/watch ex11a_4.plt             T5lQIr@a  
plot/liso 1 ns=64                 )hKS0`$|  
|BU+:+
 
c###生成环围功率表 kMxazx1  
encircled/calculate/energy 1       `(4pu6uT  
encircled/udata 1                 x2VBm$>  
title ex 11: encircled energy       o@E/r.uK  
plot/watch ex11a_5.plt # XAOak$(j  
plot/udata 1 min=0. max=1. # e&It   
end kUHE\
L.Y]  
yl]FP@N(  
?[)S7\rP  
"E!mva*NU  
vFmJ;J  
MFit
|C