[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： AElx #`T  
~UjFL~K}  
     (11.1) pN<wO1\9  
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。 w>T1
D  
.~V0>r~my  
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%。 { p {a0*$5  
pe
z^]I  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 =:aH2T*  
9`\hG%F  
U">D_ 8  
参考文献 h0NM5   
OpY2Z7_  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). [~bfM6Jw  
|KF X0*70  
BVxg=7%St  
C 谐振腔参数 lIO.LF3  
---------------------------------------- $}<+~JpGfP  
等效菲涅尔数      0.5 N<+ ><>9  
放大倍率          2 3%m2$\  
腔长              90cm s+>""yi
 
孔径1半径       0.3cm ]#N2:ych  
孔径2半径      0.6cm zpr`  
----------------------------------------- k oo`JHC  
U9IP`)z_5t  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 [JFmhLP9  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数 ;HM& ":7  
##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 B:5(sK  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 g^(wZ$NH  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 !*.mcIQT  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 c&2ZjM  
<CJua1l\  
####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 \`o+Le+%  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 ^jb55X}  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 {zBf*x  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 PygT_-3z{  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 oD_je~b)  
prop 90                              # 向后传播90cm o:_}=1nh  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 z %` \p  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 pt;E~_  
prop 90 # 向前传播90cm Mjq1qEi"B  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy &^4\
Rx_I  
write/screen/on  # 写屏 |c,":R  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 Q,Vv  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # +T=Z!2L  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 CfQOG7e@  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 8Wid.o-U  
if STOP macro/exit  # 条件退出   -,Cx|Nl  
if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句 bCg {z b#  
title resonator mode pass = @pass_number   c|u{(E58  
plot/l xrad=.75   B;[{7J]  
endif y%k\=:m  
macro/end )I{41/_YA  
|\2zw _o  
###初始化变量 >- ]tOH,0  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # j]}A"8=1  
field_radius = 1.6  #调整场半径 _)Q)tOW  
O^|dc=  
c##建立初始单位和高斯场分布 2hAu~#X  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 QIF|pZ+^  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 ,K .P,z~*  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 UA/Q3)  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 n[lf==R  
vb)
Z&V6(  
c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出 D4<nS<8  
gain/eigenvalue/set 1   Hv(0<k6oH  
plot/screen/pause 3 R!;tF|]  
TEST = 1   g}0}$WgH:  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 FGu:8`c9  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值
ej>8$^y  
TEST = 0   oL>m}T  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 y7dnXO!g9-  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 ibex:W^  
noise 1 1                                 #从噪声开始 6ND,4'6  
resonator/run 30                         #宏运行30次 Kvv&# eO\  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 g !
w7Yv  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 5i7,s  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 AZt~ \qf  
?JDZDPVJ)  
###绘制汇聚场分布 1w'iD X  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 12DMb9_rp  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 T{d7,.:  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           RK#e7  
obs 1 .3                           Sx+.<]t2A  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 TAlpy$  
plot/watch ex11a_3.plt             OaRtGJnR  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         bEP-I5j1t  
p>h B&h  
c##应用透镜并传播到远场 ug0[*#|Y  
lens/sph 1 100                   LF* 7;a  
prop 100                         e4u$+  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 q3JoU/Sf  
plot/watch ex11a_4.plt             >3s9vdUp4h  
plot/liso 1 ns=64                 r<cyxR~  
ZdeRLX  
c###生成环围功率表 KG)7hja<6g  
encircled/calculate/energy 1       rBa <s  
encircled/udata 1                 p{xO+Nx1a  
title ex 11: encircled energy       ]Gm,sp.x  
plot/watch ex11a_5.plt # I \zM\^S>]  
plot/udata 1 min=0. max=1. # z"bgtlfb8  
end [tym~ZZ]_m  
RzQ1Wq  
Y>geP+-  
=_I2ek  
y_M<\b  
DhV($&*M