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:
)8@|+'q sn-P&"q 
(11.1)
<!G%P4) 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。
+DwE~l /kH
7I 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%。
1ww#]p`1 J2avt GLAD的计算与该理论相符甚好。
5!jU i9 0hv}*NYd
AU3>v 参考文献 D\0qlCAs ZgI ?#e A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970).
?&_u$Nn R^k)^!/$f YQN@; C 谐振腔参数
H7?Sd(U ----------------------------------------
u6MHdCJ0y 等效菲涅尔数 0.5
&OXm^f)K 放大倍率 2
F!qt=)V@w 腔长 90cm
H_vGa!_ 孔径1半径 0.3cm
]@wKm1%v 孔径2半径 0.6cm
+"GBuNh -----------------------------------------
dBb
&sA-A hUP?r/B ## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的
光束能量为分配的值
\m%Z;xKG ## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数
Cc}3@Nf{/ ##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏
\PL0-.t, ###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径
35 d:r: variable/dec/int pass_number # 声明pass_number变量为整数
vp&N)t_ variable/dec/int STOP TEST # 声明确定收敛的开关
=x3T+)qCNX Nf!WqD* je ####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环
FT[of(g^ macro/def conres/over # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息
\IX|{]*D pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器
*|({(aZ clap/cir/no 1 .3 # 孔径1 定义
?X^.2+]*& mirror rad=180 # 凸面反射镜,曲率半径r=180
a%*W(
4=Y prop 90 # 向后传播90cm
hEMS mirror rad=360. # 凹面镜
kHz?vVE/l clap/cir/no 1 .7 # 孔径2定义
b"pN; v prop 90 # 向前传播90cm
moCr4*jDX, variable/set Energy 1 energy # 将光束的能量存在变量Energy
%v)+]Ds{ write/screen/on # 写屏
/K :H2?J udata/set pass_number pass_number Energy-1 #储存光束能量的变化量
',m!L@7M5 gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP # store convergence test in STOP #
r<OqI*7 gain/eigenvalue/show 1 # 显示本征值
M~l\rg8 energy/norm 1 1 #光束能量进行归一化
`dJ?j[P,p if STOP macro/exit # 条件退出
V i<6i0 if [!TEST] then #TEST值为0, 执行语句
ZfVw33z title resonator mode pass = @pass_number
<V1y^EW0 plot/l xrad=.75
s)~Wcp'+M: endif
Y,M2D macro/end
QP7N#mh r*f:%epB% ###初始化变量
-Ic<.ix pass_number = 0 # 往返次数初始化为0 #
7;@o]9 W field_radius = 1.6 #调整场半径
auHP^O>4L Wxzh'c#\8 c##建立初始单位和高斯场分布
Q`!<2i; array/set 1 128 #设置矩阵为128*128
;T3}#Q*qC units/field 1 field_radius # 定义单位
rYO~/N wavelength/set 1 10. # 定义波长
PwC^
]e gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3 #能量收敛准则的分数变化设置
oD3Q{e _#y=T20'3 c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出
N[&(e
d= gain/eigenvalue/set 1
(V<pz2\ plot/screen/pause 3
4P=)u}{]^# TEST = 1
chXTFLC~ resonator/name conres #设置谐振腔名字
CZ.HQc resonator/eigen/test 1 #寻找本征值
HE@P< TEST = 0
iJb-F*_y pass_number = 0 #往返次数初始化为0
%9b TfX" clear 1 0 #光束初始化为0
C *]XQ1F4 noise 1 1 #从噪声开始
`teaE7^Wm resonator/run 30 #宏运行30次
oH1]-Nl$ title ex 11: energy per step #设置图形的标题
JlE b plot/watch ex11a_1.plt #设置图形窗口的名称
@<z#a9 plot/udata max=0 #设置横坐标范围
\4Z"s[8} UQnv#a> ###绘制汇聚场分布
;\
gat)0n% title ex 11: resonator pass no. @pass_number #设置图形的标题
ofuQ`g1hb plot/watch ex11a_2.plt #设置图形窗口的名称
p!7(ayu plot/liso 1 xrad=.75 ns=64
[m6%_3zV obs 1 .3
7-MyiCt title ex 11: outcoupled beam #设置图形窗口的名称
bYwe/sR plot/watch ex11a_3.plt
,B$e'KQ plot/liso 1 xrad=.75 ns=64
fK NDl\SD qbKcI+)47 c##应用
透镜并传播到远场
&Vbcwv@ lens/sph 1 100
-)[~%n#X+t prop 100
zv~b-Tp title ex 11: far-field pattern #设置图形窗口的名称,画出远场模式
<ELqj2`c plot/watch ex11a_4.plt
Oee>d< plot/liso 1 ns=64
ZG)6{WS 23'Ac,{ c###生成环围功率表
v<E_n;@9k encircled/calculate/energy 1
'J: xTp encircled/udata 1
hD,@>ky title ex 11: encircled energy
Ae'N1V plot/watch ex11a_5.plt #
m_b_)/ plot/udata 1 min=0. max=1. #
#R#|hw end
m`#UV-$J 图1.刮刀镜镜前会聚横模 VE*&t>I
M[6WcH0/T 图2.单程能量损失图
~"22X`;h[G 图3 J-W8wCq`
=z9FjK 图4.刮刀镜镜后会聚横模 7vEZb.~4z
YiC_,8A~ 图5.准直谐振腔的远场分布 ;k8U5=6a
yT h60U 图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线