[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： ep6+YK:cn  
P)vD?)Q  
     (11.1) 6ld4'oM  
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。 3L&:  
7DAP_C  
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%。 h ;*x1BVE  
RBQ8+^  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 P<vl+&*  
/"X_{3dq?  
d6MWgg  
参考文献 BgXZr,?  
FOF@@C~aH  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). owIpn=8|Q  
C~2!@<y  
@_do<'a  
C 谐振腔参数 c5^HGIe1  
---------------------------------------- Jj=qC{]  
等效菲涅尔数      0.5 O h@z<1eYZ  
放大倍率          2 f./K
/  
腔长              90cm 8"&!3_  
孔径1半径       0.3cm m}l);P^  
孔径2半径      0.6cm GxhE5f;  
----------------------------------------- 'maX  
~uhW~bT  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 ]W3_]N 3  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数 T1C_L?L  
##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 s&$?m[w  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 FtTq*[a  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 T 6D+@i  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 "WKOlfPa  
&. =8Q?  
####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 5M>h[Q"R  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 DXf  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 PSJj$bt;<+  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 #aX#gh}1  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 jG1(Oe;#  
prop 90                              # 向后传播90cm  vm! y2  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 [KA^+n  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 {dF@Vg_n  
prop 90 # 向前传播90cm qxI$F  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy TJv .T2|  
write/screen/on  # 写屏 $+80V{J#  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 ^0zfQu+!  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # c+ZOC8R  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 eay|>xa2  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 {YiMd oMhg  
if STOP macro/exit  # 条件退出   l9\W=-'  
if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句 {<{VJGY7T  
title resonator mode pass = @pass_number   p<
r^{y  
plot/l xrad=.75   o<5`uV!f  
endif .'`aX 7{\  
macro/end 2q[pOT'k  
_WNbuk0  
###初始化变量 9JdJn>  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # ;87PP7~  
field_radius = 1.6  #调整场半径 sV#%U%un  
qIJc\,'  
c##建立初始单位和高斯场分布 B=OzP+  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 }-tJ.3Zw  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 -1dD~S$  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 e[iv"|+  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 K3mP6Z#2  
N)mZ!K44  
c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出 b"$?(Y  
gain/eigenvalue/set 1   (wL$h5SG  
plot/screen/pause 3 hj1;f<' U  
TEST = 1   Sqi9'-%m  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 t0f7dU3e;L  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 Zd-qBOB2L  
TEST = 0   &S(>L[)9  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 V%4P.y  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 waMV6w)<  
noise 1 1                                 #从噪声开始 ,LwinjHA*  
resonator/run 30                         #宏运行30次 to: ;:Goa  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 'TYO-'aC  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 M.Q HE2  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 oO;L l?~  
d3znb@7  
###绘制汇聚场分布 3m&r?xZs  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 2:|v
J<Q  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 $W|JQ h  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           koT
3~FK  
obs 1 .3                           g#i~^4-1  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 Pt85q?->  
plot/watch ex11a_3.plt             mW]dhY 3X  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         KGOhoiR9:C  
KGDN)@D  
c##应用透镜并传播到远场 6)sKg{H  
lens/sph 1 100                   _b8KK4UR  
prop 100                         (ORbhjl  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 IwYfs]-  
plot/watch ex11a_4.plt             1M`>;fjYa  
plot/liso 1 ns=64                 ;uAh)|;S#  
0m1V@3]7>  
c###生成环围功率表 =( ZOn=IL  
encircled/calculate/energy 1       #8XmOJ"W3k  
encircled/udata 1                 {*bx8*y1  
title ex 11: encircled energy       274j7Y'  
plot/watch ex11a_5.plt # a)W|gx6Y  
plot/udata 1 min=0. max=1. # 8/p ]'BLf  
end nY MtK  
}],l m  
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dK8~  
$MvKwQ/  
(@NILK  
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