[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： )^)|b5,  
~+RrL,t#  
     (11.1) bOV]!)o  
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。 {cw+kY]m4-  
cj[%.M5iBA  
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%。 `@:k*d  
Z%r8oj\n  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 uIJ zz4  
Lr"`OzDz  
RcI0n"Gi_  
参考文献 (t,|FkVLV  
Fy_~~nI0  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). x^pHP
|<3`  
5(Xq58nhxI  
g^\>hjNX  
C 谐振腔参数 
x_4{MD^%  
---------------------------------------- %.{xo.`a[  
等效菲涅尔数      0.5 aprgThoD  
放大倍率          2 [ID#PUle  
腔长              90cm U/rFH9e$  
孔径1半径       0.3cm 'sI @es  
孔径2半径      0.6cm K5+ONA<c  
----------------------------------------- +gb"} cN  
HuD~(CI.  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 /"1[qT\F  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数 e#tWQM3  
##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 &v+Hl^  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 VZA>ErB  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 |q_Hiap#a  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 l W Lj==  
7bkh")^  
####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 %Vsg4DRy  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 ;AarpUw'  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 )VxC v
  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 >9Y0
t^Fl  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 @#5?tk0  
prop 90                              # 向后传播90cm U }}E E~W  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 ? ~_h3bHH  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 T@N)BfkB  
prop 90 # 向前传播90cm FzFP

0  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy hB]<li)"C
 
write/screen/on  # 写屏 .[o?qCsw  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 88atj+N]  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # 62/tg*)  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 (R{z3[/u&  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 NUX2{8gs  
if STOP macro/exit  # 条件退出   <d3N2  
if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句 J)=Ts({  
title resonator mode pass = @pass_number   HwZ@T &_4  
plot/l xrad=.75   %0eVm   
endif KWT[b?  
macro/end D4QLlP  
i}ti  
###初始化变量 xgB-m[Xi  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # "NO*(<C.R  
field_radius = 1.6  #调整场半径 Jb`yK@x  
G%fNGQwT  
c##建立初始单位和高斯场分布 \F),SL  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 }F)eA1  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 )%(H'omvl  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 k|_LF[*Z  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 0[SrRpD  
>U[YSsFt6  
c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出 @?<1~/sfL  
gain/eigenvalue/set 1   >]l7AZ:,  
plot/screen/pause 3 4
B=@<(H  
TEST = 1   1cPjgBxv#  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 Y\7/`ty  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 AU
H_~SY  
TEST = 0   NpxND0  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 )u_[cEJHO  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 ]Saw}agE[%  
noise 1 1                                 #从噪声开始 9TOq
A4  
resonator/run 30                         #宏运行30次 zvP>8[ 
 
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 /hbdQm  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 U10:@Wzh  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 u-#J!Z<T8  
AG<TY<nqL  
###绘制汇聚场分布 HpTX6}^  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 Z <vTr6?
 
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 's6hCs&|NV  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           W2j@Q=YDS  
obs 1 .3                           nL-kBW Ed>  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 W&Gt^5  
plot/watch ex11a_3.plt             dRnO5 7+{  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         \jThbCb  
91j.%#[v'  
c##应用透镜并传播到远场 !3Me 6&$O  
lens/sph 1 100                   TP&&' 4?D1  
prop 100                         F6 c1YI[  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 O_/|Wx  
plot/watch ex11a_4.plt             cu$i8$?t  
plot/liso 1 ns=64                 9jTm g%  
;tu2}1#r  
c###生成环围功率表 kv'gs+,e  
encircled/calculate/energy 1       Y!L<& sl   
encircled/udata 1                 Wc-8j2M  
title ex 11: encircled energy       Stxrgmu  
plot/watch ex11a_5.plt # #R$[?fW  
plot/udata 1 min=0. max=1. # `tZ`a  
end "jG-)k`a  
1brKs-z  
Kf-rthO  
+zn207.`  
P_3U4J  
v&*}O