[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： ~^Cx->l  
[+dCA  
     (11.1) Xpg-rxX  
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。 q| 1%G Nb  
-EP1Rl`\  
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%。 (l{8Ixs  
04Zdg:[3-!  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 scH61Y8`  
v9:J 55x  

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jY}$  
参考文献 Sc>mw   
<$z[pw<  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). a~0 ~Y y  
}={@_g#  
'2lzMc>wvP  
C 谐振腔参数 Eb[;nk?  
---------------------------------------- -J+1V{  
等效菲涅尔数      0.5 6)uBUM;i  
放大倍率          2 L?N&kzA  
腔长              90cm `D[O\ VE  
孔径1半径       0.3cm *mp:#'  
孔径2半径      0.6cm F8-GnTxa  
----------------------------------------- r4SwvxhG  
) ~=pt&+  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 ]j>xQm\  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数 {im?tZ,  
##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 :k1?
I'q%  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 GuR^L@+ -.  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 1!MJ+?Jl  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 7wx=#  
(yP1}?  
####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 OXrm!'  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 |hika`35K  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 YXWDbr:JX  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 3=uhy|f! /  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 i6_}  
prop 90                              # 向后传播90cm }jCO@v;  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 t/Io.d   
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 hO8xH +;  
prop 90 # 向前传播90cm vlkwWm  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy xcW\U^1d  
write/screen/on  # 写屏 K{DC{yLu  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 ik(YJw'i7E  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # p"%D/-%Gu  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 crb
^TuN  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 uxTgK'3  
if STOP macro/exit  # 条件退出   pmB {b  
if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句 HfSx*@\s  
title resonator mode pass = @pass_number   iuY,E  
plot/l xrad=.75   .ifz9jM'  
endif no<$=(11i  
macro/end n5d8^c!2  
*xNc^&.  
###初始化变量 t7-]OY7%w_  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # *G.vY#h  
field_radius = 1.6  #调整场半径 ulsU~WW7r  
8S8qj"s  
c##建立初始单位和高斯场分布 e1W9"&4>G{  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 3!p`5hJd  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 Mrrpm%Y  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 ,K,st+s|  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 %evb.h)  
D{B?2}X  
c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出 *`+zf7-f  
gain/eigenvalue/set 1   G"FO%3&|  
plot/screen/pause 3 G7&TMg7i  
TEST = 1   rlKR <4H  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 aDRcVA$*  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 mh}D[K=~%  
TEST = 0   } KyoMs  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 GLO3v. n;  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 %htI!b+"@  
noise 1 1                                 #从噪声开始 7/~=[#]*  
resonator/run 30                         #宏运行30次 bfA>kn0C  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 &233QRYM  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 2JK '!Ry)  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 f1aZnl  
o.!o4&WH  
###绘制汇聚场分布 ,7@\e&/&  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 i24k ]F  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 q3#[6!  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           Cqnuf5e>L  
obs 1 .3                           rgIWM"  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 QO =5Q  
plot/watch ex11a_3.plt             ?:$ q~[LY  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         o~XK*f=(  
5{b;wLi$X2  
c##应用透镜并传播到远场 phH@{mI  
lens/sph 1 100                   4ekwmw(ox  
prop 100                         "e"#k}z9  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 rNV3-#kU  
plot/watch ex11a_4.plt             
C,+  
plot/liso 1 ns=64                 X?t;uZI^  
#l}Fk
)dj  
c###生成环围功率表 23r(4  
encircled/calculate/energy 1       ]#G s6CsT|  
encircled/udata 1                 W|8VE,"7  
title ex 11: encircled energy       &7\}Sqp  
plot/watch ex11a_5.plt # o_Zs0/  
plot/udata 1 min=0. max=1. # 2p, U ^h  
end H-pf8
 
n}a`|Nbk  
b, a7XANsh  
crv#IC2  
~B{08%|oK  
t4UK~ {gh