[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： VD4(
  
,D8Tca\v  
     (11.1) j0J6ySlY  
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。 d$!ibL#o
 
*`kh}  
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%。 v
"j7},P@  
EB\\ F  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 PH6uP]  
y0xte&  
+p2)uXqW  
参考文献 "h "vp&A  
, vWcWT  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). k]Yd4CC2  
[|v
dr.  
QgP UP
[  
C 谐振腔参数 2?&h{PA+  
---------------------------------------- Na4\)({  
等效菲涅尔数      0.5 7XaRi@uG  
放大倍率          2 bS*9eX=K  
腔长              90cm v''
$qMQ)  
孔径1半径       0.3cm !(/dbHB  
孔径2半径      0.6cm +B
ESO  
----------------------------------------- G=DRz F  
L9T|*?||  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 '2eggX%  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数 I'JFt>]  
##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 4v;/"4)'  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 WHL@]^E@m  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 *t63c.S  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 :V&#Oo  
OF}vY0oiw?  
####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 d%iMjY`~[g  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 2QdqVwm  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 BRzrtK  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 n;[d{bU  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 ^5OR%N)  
prop 90                              # 向后传播90cm >mz<=n  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 O9bIo]B  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 @,
$>H7o  
prop 90 # 向前传播90cm opd^|xx0  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy ->d3FR  
write/screen/on  # 写屏 />H9T[3=  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 o
l-U%J  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # _qr?v=,-A  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 b}WU  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 ^I7iEv  
if STOP macro/exit  # 条件退出   `$05+UU  
if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句 r3'0{Nn+  
title resonator mode pass = @pass_number   K1Mn
_)%  
plot/l xrad=.75   "d%o%  
endif ?
g}G#j  
macro/end 05Ak[OOU>  
|Y4c+6@_  
###初始化变量 voiWf?X  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # }Ge$?ZFH  
field_radius = 1.6  #调整场半径  (cx Q<5  
1 Qln|b8<  
c##建立初始单位和高斯场分布 0 *2^joUv  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 
!Wgi[VB  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 @kd`9Yw  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 9!;/+P  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 JD9)Qelw^$  
qx|~H'UuBN  
c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出 \I(g70  
gain/eigenvalue/set 1    Z/RSZ-  
plot/screen/pause 3 a[I :^S  
TEST = 1   .kcyw>T`I  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 5<YV`T{5Kl  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 T,r?% G{XE  
TEST = 0   7_HFQT1.N  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 evjj~xkt
e  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 kntYj}F(  
noise 1 1                                 #从噪声开始 9eBD)tnw  
resonator/run 30                         #宏运行30次 [>![ViX  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 !Ah v07SI  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 gamE^Ee  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 ?fW['%  
-!q^/ux  
###绘制汇聚场分布 VkFMr8@|  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 42M_ %l_  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 >jz9o9?8  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           >e^bq/'  
obs 1 .3                           @CMEmgk~  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 xIA]5@;a  
plot/watch ex11a_3.plt             SP.k]@P  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         V/`vX;
%  
KT[ZOtu  
c##应用透镜并传播到远场 $7"
Y/9Y  
lens/sph 1 100                   qF\w#nG  
prop 100                         zX lcu_rc  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式
-^+fZBU;  
plot/watch ex11a_4.plt             rU+3~|m  
plot/liso 1 ns=64                 0 30LT$&!  
u8.F_'`z  
c###生成环围功率表 fqjBor}  
encircled/calculate/energy 1       1oe,>\\  
encircled/udata 1                 ZLP/&`>8  
title ex 11: encircled energy       90#* el  
plot/watch ex11a_5.plt # DL`8qJ'mJs  
plot/udata 1 min=0. max=1. # A3)"+`&PUl  
end /k8I6  
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