[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： d~>d\K%v  
HgY>M`U  
     (11.1) Mq#sSBE<K  
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<sub>c</sub>=2，N<sub>eq</sub>=0.75。 ZDhl$m[m  
KiaQ^[/q  
激光在腔中来回一次后，分布的单位是初始时的两倍。要开始另一次来回传输，单位需要缩放到原来的单位，根据Siegman和Miller理论，每个来回损耗大约为44%。 "UVqHW1%K  
[%1 87dz:D  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 m,
qMRcDF  
QrX 5Kwq  
3lw8%QD>  
参考文献 zDD1EycH  
pAm L  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). 1pDL()t  
v=Y) A?  
F s{}bQyQ  
C 谐振腔参数 O^_$cq  
---------------------------------------- d*===~  
等效菲涅尔数      0.5 ]i@
WZ(
 
放大倍率          2 `:4bg1u  
腔长              90cm q ?qpUPzD  
孔径1半径       0.3cm ITmW/Im5  
孔径2半径      0.6cm Vi5&%/Y  
----------------------------------------- 4kr! Af  
PIthv[F  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 XSv)=]{  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数 03$lgD
Q  
##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 ;"1  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 mD]^a;U[X  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 z^YL$  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 DH*=IzcJf  
WNa#X]*E)  
####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 H+O^el  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 {<k}U;uiO  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 %ylpn7I\6  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 G#f(oGn :  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 M6MtE_E  
prop 90                              # 向后传播90cm )yyS59s  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 o<f#Zi  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 h{BO\^6x  
prop 90 # 向前传播90cm H"n@=DM
Lm  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy C>0='@LB@r  
write/screen/on  # 写屏 .o"FT~}z  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 1^HUu"Kt  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # Qk_Mx"  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 Kd%>:E*  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 &58TX[#  
if STOP macro/exit  # 条件退出   giNyD4uO  
if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句 &l| :1  
title resonator mode pass = @pass_number   )tB1jcI;  
plot/l xrad=.75   z!0}Kj  
endif sO;]l"{<  
macro/end \.AI;^)X@]  
V!3.MQM  
###初始化变量 RO9oO7S  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # #2U4}#Mi  
field_radius = 1.6  #调整场半径 Z^?YTykH  
|-'.\)7:  
c##建立初始单位和高斯场分布 ` 
g5S  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 ,TdL-a5  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 gL-\@4\wc  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 HHMv%H]M  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 ==W`qC4n?n  
Z"u|-RoBV  
c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出 j}devpO  
gain/eigenvalue/set 1   wsg u# as|  
plot/screen/pause 3 1qgzb  
TEST = 1   ?\J.Tv$$$  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 }ippi6b:r  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 0s%rd>3  
TEST = 0   fmv8)$W#U  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 U(t_uc5q  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 OlJkyL8|  
noise 1 1                                 #从噪声开始 c{SD=wRt,y  
resonator/run 30                         #宏运行30次 5uJ{#Zd  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 <s737Rl  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 cYafQyU  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 ~5xs$ub  
::Nhs/B/  
###绘制汇聚场分布 }K%y'D  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 N!hS`<}  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 #ivN-WKCl  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           a!?&8$^<  
obs 1 .3                           nP+]WUnY  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 =C[2"Y4JK0  
plot/watch ex11a_3.plt             C*f3PB=H_  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         KW[Jft  
_H(:$=$Q  
c##应用透镜并传播到远场 s,2gd'  
lens/sph 1 100                   B,]:<1l~  
prop 100                         fsxZQ=-PW
 
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 Fm3f/]>k#_  
plot/watch ex11a_4.plt             U $ b
Lt  
plot/liso 1 ns=64                 g^qbd$}  
:.k)!  
c###生成环围功率表 D]h~\  
encircled/calculate/energy 1       YV 5kzq  
encircled/udata 1                 R>YDn|cWI  
title ex 11: encircled energy       k\J 6WT  
plot/watch ex11a_5.plt # 5jYZ+OB  
plot/udata 1 min=0. max=1. # <X{hW^??)  
end p7YfOUo k  
3X,SCG  
yye(^  
`PY>p!E  
NSPa3NE  
J3$Ce%<