[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： vrr&Ve  
Wn61;kV_)  
     (11.1) ?`wO \>y  
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。 W(^R-&av  
:#CQQ*@  
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%。 -6wjc rTD  
:~K c"Pg  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 F` /mcyf  
3v~804kWB  
Ne{2fV>8Ay  
参考文献 BCH{0w^D  
Ce:2Tw  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). FW](GWp`:  
s&T"/4  
6[r-8_  
C 谐振腔参数 gP&G63^  
---------------------------------------- vuL;P"F4&  
等效菲涅尔数      0.5 &NvvaqJ  
放大倍率          2  58S>B'  
腔长              90cm {s]yP_  
孔径1半径       0.3cm o>(I_3J[p  
孔径2半径      0.6cm l/(|rl#
6  
----------------------------------------- +M@,CbqD  
!bf8 r  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 ;ps0wswX  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数 teRK#: .P  
##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 }vppn=[Y  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 *{_WM}G  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 3aD\J_  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 Y9YE:s  
nT(Lh/  
####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 *@2+$fgz  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 BZ2frG\0&I  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 KwEyMR!  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 nSMw5  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 %(f&).W  
prop 90                              # 向后传播90cm <xb=.xe  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 B,2oA]W"S  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 i3
bDU(GS  
prop 90 # 向前传播90cm ;|C[.0;kgv  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy ],!7S"{97  
write/screen/on  # 写屏 A*&
`cUoA  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 =f{)!uW<4  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # x{
GKz#  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 /w5~ O:  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 p#k>BHgnF  
if STOP macro/exit  # 条件退出   _'CYS3-P3  
if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句 8eAc 5by  
title resonator mode pass = @pass_number   orT%lHwjL  
plot/l xrad=.75   &CtWWKS"  
endif ;v}f7v '  
macro/end 0uw3[,I   
"Uk "  
###初始化变量 erhxZ|."P  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # -#TF&-  
field_radius = 1.6  #调整场半径 Cob<N'.  
g8+Ke'=_  
c##建立初始单位和高斯场分布 s":\>  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 N:4oVi@Je  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 EZN38T  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 c8R#=^ DD  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 4hymQ3 g  
oU\Q|mN(  
c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出 >vr!3  
gain/eigenvalue/set 1   |._9;T-Yde  
plot/screen/pause 3 0=WZ 8|R  
TEST = 1   %.NOQ<@W  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 ;usv/8  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 5.]eF$x2  
TEST = 0   ('9LUFw\  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 -GqMis}c  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 Q&JnF`*  
noise 1 1                                 #从噪声开始 TB oN8cB}  
resonator/run 30                         #宏运行30次 yf
lt2 R  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 equ|v~@y  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 J)148/  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 1vy*u  
(Lp$EC&%6  
###绘制汇聚场分布 |=\w b^l+  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 &EZq%Sd  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 g^`;B"  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           @u4q\G\  
obs 1 .3                           \v*WI)]  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 c:$W5j('Z  
plot/watch ex11a_3.plt             ]>:LHW  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         {j0c)SETN  
f^EDiG>b`  
c##应用透镜并传播到远场 ^")SU(`  
lens/sph 1 100                   j/C.='?%  
prop 100                         7aV(tMzd  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 BLno/JK0}  
plot/watch ex11a_4.plt             .b3cn  
plot/liso 1 ns=64                 e>GX]tK  
dx<KZR$!V  
c###生成环围功率表 )q+Qtz6D  
encircled/calculate/energy 1       f0<'IgN  
encircled/udata 1                  Z>O2  
title ex 11: encircled energy       F74^HQ*J  
plot/watch ex11a_5.plt # `.0WK  
plot/udata 1 min=0. max=1. # SccaX P  
end s}O9[_v  
XSw!_d  
IM^K]$q$47  
pOe"S  
Vk#wJ-  
&4m\``//9