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:
Q20%"&Xp] Y0>y8UV 
(11.1)
M_8{]uo 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。
iB{V^ksU AR=]=8 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%。
$C\BcKlmv yjAL\U7`T GLAD的计算与该理论相符甚好。
5m*,8 ]!- Vc2`b3"Br
nK,w]{<wG! 参考文献 3u;oQ5<(v XRH!]! A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970).
6 r"<jh # 3 Y &d= ..qCPlK; C 谐振腔参数
:>*7=q= ----------------------------------------
/ +\9S 等效菲涅尔数 0.5
8RX&k 放大倍率 2
/\Ef%@ 腔长 90cm
Z7#+pPt! 孔径1半径 0.3cm
/ouPg=+Nl 孔径2半径 0.6cm
,'+kBZOv -----------------------------------------
. ^u,. xmG<]WF>E ## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的
光束能量为分配的值
-%~4W? ## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数
ZEQ Ex]Y ##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏
*Uh!>Iv; ###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径
p[-O( 3Y variable/dec/int pass_number # 声明pass_number变量为整数
K;(mC< variable/dec/int STOP TEST # 声明确定收敛的开关
+:f"Y0 KP"+e:a% ####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环
+%&yJ4- macro/def conres/over # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息
?`#Khff? pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器
<[phnU^
8 clap/cir/no 1 .3 # 孔径1 定义
%;/P&d/ mirror rad=180 # 凸面反射镜,曲率半径r=180
q<J~ ~' prop 90 # 向后传播90cm
:+Z%; Dc mirror rad=360. # 凹面镜
XkqCZHYkS clap/cir/no 1 .7 # 孔径2定义
}#J/fa9
! prop 90 # 向前传播90cm
,bd_: variable/set Energy 1 energy # 将光束的能量存在变量Energy
N;d] 14| write/screen/on # 写屏
(mOtU8e udata/set pass_number pass_number Energy-1 #储存光束能量的变化量
~dSr5LUD gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP # store convergence test in STOP #
~@!bsLSMU gain/eigenvalue/show 1 # 显示本征值
&L:!VL{I energy/norm 1 1 #光束能量进行归一化
l.]xB,k if STOP macro/exit # 条件退出
B[}6-2<>?C if [!TEST] then #TEST值为0, 执行语句
N;R^h? ' title resonator mode pass = @pass_number
==B6qX8T plot/l xrad=.75
BWNi [^] endif
so;
]& macro/end
HsWk*L `y RNL9>7xV ###初始化变量
wq{hF< pass_number = 0 # 往返次数初始化为0 #
Q/?$x*\> field_radius = 1.6 #调整场半径
t7pFW^& TrNF=x> c##建立初始单位和高斯场分布
yVfC-Z array/set 1 128 #设置矩阵为128*128
TzZq(?V units/field 1 field_radius # 定义单位
ni<(K
0~ wavelength/set 1 10. # 定义波长
<%^&2UMg gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3 #能量收敛准则的分数变化设置
'R)Tn!6 6b,V;#Anj c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出
7^Uv7<pw gain/eigenvalue/set 1
y}
'@R$ plot/screen/pause 3
>l m&iF3y TEST = 1
zCA2X
!7F resonator/name conres #设置谐振腔名字
K:M8h{Ua resonator/eigen/test 1 #寻找本征值
+t.b` U`- TEST = 0
yauvXosX pass_number = 0 #往返次数初始化为0
h1RSVp+?n clear 1 0 #光束初始化为0
54,er$$V noise 1 1 #从噪声开始
xk5]^yDp resonator/run 30 #宏运行30次
bD^owa title ex 11: energy per step #设置图形的标题
}vuARZ> plot/watch ex11a_1.plt #设置图形窗口的名称
Y2TtY; plot/udata max=0 #设置横坐标范围
:0/7, i sA~]$A;DM! ###绘制汇聚场分布
b>W%t title ex 11: resonator pass no. @pass_number #设置图形的标题
sKWfXCd plot/watch ex11a_2.plt #设置图形窗口的名称
s~>}a plot/liso 1 xrad=.75 ns=64
B~mj 8l4 obs 1 .3
wzA$'+Mb title ex 11: outcoupled beam #设置图形窗口的名称
aXVFc5C\ plot/watch ex11a_3.plt
zA 3_Lx! plot/liso 1 xrad=.75 ns=64
dr(*T ks tIgcI
c##应用
透镜并传播到远场
GyIV
Hby lens/sph 1 100
gR**@t=;j prop 100
hxx.9x>ow title ex 11: far-field pattern #设置图形窗口的名称,画出远场模式
6863xOv{T plot/watch ex11a_4.plt
mw!F{pw plot/liso 1 ns=64
_t$sgz& ?[AD=rUC c###生成环围功率表
wJ]d&::@h encircled/calculate/energy 1
F2WKd1U encircled/udata 1
sK{e*[I>W title ex 11: encircled energy
[
3Gf2_ plot/watch ex11a_5.plt #
7v kL1IA plot/udata 1 min=0. max=1. #
0[`^\Mv4y end
_#niyW+?~ 图1.刮刀镜镜前会聚横模 KXy6Eno
{=WgzP 图2.单程能量损失图
sx%[=g+<2( 图3 eDMO]5}Ht
6<]lW 图4.刮刀镜镜后会聚横模 . vV|hSc
-~0^P,yQ 图5.准直谐振腔的远场分布 -@s#uA
h
^#$n~]s 图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线