[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： 0A9x9l9Wd  
D
3HE~zkI  
     (11.1) p!
zC  
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。 V7[Dvg:W  
>O9j},X  
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%。 42Tjbten_u  
[WRs1$5  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 818</b<yn  
os/~6  
Kbg`
ZO*  
参考文献 +r2E5s  
9hmCvQgtf  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). tURIDj%#p  
'R*xg2!i  
7I&7YhFI  
C 谐振腔参数 <{[AG3/Zj4  
---------------------------------------- uQ vW@Tt  
等效菲涅尔数      0.5 6@]Xw
q  
放大倍率          2 PxfeU2^{0  
腔长              90cm PC.$&x4w1  
孔径1半径       0.3cm MN$j{+!Q  
孔径2半径      0.6cm wTf0O@``6H  
----------------------------------------- )XnG.T{0|  
[{}9"zB$x0  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 h:z;b;  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数 JAC W#'4hV  
##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 =<
O{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 xGk@BA=0<  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 xp)#a_}  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 0s
$g[Fw<.  
~XsS00TL`G  
####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 p? iJ'K  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 AU^Wy|i5Q  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 W#u}d2mP  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 S4qh8c  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 fX[,yc;  
prop 90                              # 向后传播90cm >:W)9o  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 E;VBoN [  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 **_VNDK+  
prop 90 # 向前传播90cm t<ftEJU"'w  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy g#9w5Q  
write/screen/on  # 写屏 reu[}k~
  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 v0"|J3  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # 2mu~hJ  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 qE$.a[  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 0a8nBo7A-X  
if STOP macro/exit  # 条件退出   n
'P:  
if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句 u%XFFt5  
title resonator mode pass = @pass_number   oq8~PT
w  
plot/l xrad=.75   :Jhx4/10  
endif ?aOR ^ K  
macro/end '3+S5p8  
M?[lpH3  
###初始化变量 +bdkqdB9  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # Ic#+*W\ZW  
field_radius = 1.6  #调整场半径
T?AGQcG  
Cf`UMQ a  
c##建立初始单位和高斯场分布 Sw5H+!  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 F<V zVEx  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 wf|CE410  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 7MoO2  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 X){F^1CT{  
;Jx ^  
c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出 X@~sIUXx9  
gain/eigenvalue/set 1   u52;)"&=)  
plot/screen/pause 3 ZN1QTb
 
TEST = 1   X\1D[n:  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 B@iIj<p~  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 f{3FoN=z  
TEST = 0   F6%rH$aS  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 8$G$Rdn  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 ^
f<f&V  
noise 1 1                                 #从噪声开始 DU 8)c$  
resonator/run 30                         #宏运行30次 ^+GN8LUs  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 L {B#x@9tQ  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 f^$\+H"W  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 jU4Ir{f  
l" sR\`~  
###绘制汇聚场分布 o,aI<5"  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 ?nt6vqaV  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 Uj!L:u2b  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           ^'
[|  
obs 1 .3                           7XR[`Tn9<  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 \[>Rt  
plot/watch ex11a_3.plt             }:jXl!:V  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         ?C $_?Qi  
.Dx]wv  
c##应用透镜并传播到远场 ^8MgNVoJ)  
lens/sph 1 100                   _@^msyoq  
prop 100                         /1OhW>W3eH  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 ")sq?1?X  
plot/watch ex11a_4.plt             SnXYq7`t  
plot/liso 1 ns=64                 @NyCMe;]  
.5I1wRN49  
c###生成环围功率表 ]]7s9PCN  
encircled/calculate/energy 1       p1|@F^Q  
encircled/udata 1                 vkt)!hl `  
title ex 11: encircled energy       DAvAozM  
plot/watch ex11a_5.plt # Zmp ^!|=X!  
plot/udata 1 min=0. max=1. # Y.}n,y|J}  
end (TY^ kySr  
u;Z~Px4]v  
54'z"S:W  
Ybok[5  
M@gm.)d  
tZ6KU11O