[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： )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  
/k
H 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}*NY
d  
AU3
>v  
参考文献 D\0qlCAs  
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  
YQ
N@;  
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)+]D
s{  
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   Vi<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,M2D  
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]9W  
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<pz
2\  
plot/screen/pause 3 4P=)u}{]^#  
TEST = 1   chXTFLC~  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 C
Z.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}  
UQn
v#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(ayu  
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$e'KQ  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         fKNDl\SD  
qbKcI+)47  
c##应用透镜并传播到远场 &Vbcwv@  
lens/sph 1 100                   -)[~%n#X+t  
prop 100                         zv~b-Tp  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 <ELqj2`
c  
plot/watch ex11a_4.plt             Oee>d
<  
plot/liso 1 ns=64                 ZG)6
{WS  
23'Ac,{  
c###生成环围功率表 v<E_n;@9k  
encircled/calculate/energy 1       'J:xTp  
encircled/udata 1                 hD,@>ky  
title ex 11: encircled energy       Ae'N1V  
plot/watch ex11a_5.plt # m_b_)/  
plot/udata 1 min=0. max=1. # #R#|hw  
end m`#UV-$J  
M[6WcH0/T  
~"22X`;h[G  
=z9FjK  
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