[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： KX9IC5pR  
KJQ8Yhq  
     (11.1) b3-j2`#  
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。 %Ve@DF8G  
0yC~"u[N Y  
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%。 5]I)qij q  
}UsH#!9.  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 Ygk_gBRiC  
gNP1UH4m  
Ty
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R?  
参考文献 G(wK(P0j  
bgBvzV&'8  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). |OCiq|#  
+Xw%X3o)  
2fr%_GNu  
C 谐振腔参数 \u`P(fI!K%  
---------------------------------------- k@lJ8(i^qU  
等效菲涅尔数      0.5 D%o(HS\E  
放大倍率          2 G3TS?u8Q  
腔长              90cm u]
NsCHKlT  
孔径1半径       0.3cm I"czo9Yspd  
孔径2半径      0.6cm .q MxShUU  
----------------------------------------- 9*s8%pL  
=nCA=-Jv  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 DDR4h"Y  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数 }O~D3z4l0  
##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 4dFr~ {  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 HcIJ&".~  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 z{OL+-OY  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 Mu`_^gG  
w~Q\:<x&~Z  
####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 B)@X
z<Q  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 XlF,_  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 _Kaqx"D  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 a({Rb?b  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 Xk|a%%O*H  
prop 90                              # 向后传播90cm I>.pkf<V  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 m33&obSP  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 \m)s"Sh.  
prop 90 # 向前传播90cm A nl1+  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy zu?112-v2  
write/screen/on  # 写屏 7#"NKxb  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 !
U@ETo  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # c$[2tZ  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 ASi2;Q_{_  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 moFrNcso  
if STOP macro/exit  # 条件退出   b~fl,(sZp  
if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句
LkYcFD  
title resonator mode pass = @pass_number   PtuRXx  
plot/l xrad=.75   A*0X~6W  
endif .a2R2~35  
macro/end  j7_,V?5z  
STu(I\9  
###初始化变量 Pn4.gabE  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # ~H\P0G5GA  
field_radius = 1.6  #调整场半径 SPb`Q"  
U*K4qJ6U  
c##建立初始单位和高斯场分布 M)K!!Jqh  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 c(Y~5A{TXO  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 )OQm,5F1  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 f1SKOq  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 E^n!h06~G  
5KB Z-,  
c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出 z<t2yh(DF  
gain/eigenvalue/set 1   9-j-nx @)  
plot/screen/pause 3 Nz{q
u}dt  
TEST = 1   'uz o[>p  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 FP{=b/  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 Jityb}Z"  
TEST = 0   ,.{M1D6'R`  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 ;FwUUKj  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 iDDq<a.A  
noise 1 1                                 #从噪声开始 V+sZ;
$  
resonator/run 30                         #宏运行30次 ;/Y#ph[  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 }L Q%%  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 2IHS)kkT|  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 _\dC<K *>  
F6CuY$0m=  
###绘制汇聚场分布 ;LC|1_ '  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 ![{/V,V]~  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 'Sd+CXS  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           0?FJ~pu  
obs 1 .3                           7C2Xy>d~  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 #('R`
~  
plot/watch ex11a_3.plt             BuM#&]s  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         ByoI+n* U  
K;THYMp/[  
c##应用透镜并传播到远场 \s8h.xjU  
lens/sph 1 100                   kQ\l7xd  
prop 100                         cJm},  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 B;Z _'.i,d  
plot/watch ex11a_4.plt             +{6:]  
plot/liso 1 ns=64                 LmsPS.It  
8$JJI({bH  
c###生成环围功率表 8M3
DG=D  
encircled/calculate/energy 1       h3>u[cX%  
encircled/udata 1                 - ]We|{  
title ex 11: encircled energy       ?gU-a  
plot/watch ex11a_5.plt # :O,,fJ<x.O  
plot/udata 1 min=0. max=1. # #
WDpiV7B  
end -=:tlH n  
CO ZfR~}  
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'q/C: Yo  
k|]l2zlT  
ga1b%5]v.