[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： F|&mxsL  
.>'J ^^  
     (11.1) HPK}Z|Vl  
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。 eh*F
/Gu  
%Jn5M(myC  
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%。 'IER9%V$  
`~@}f"c`u  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 b{W ,wn  
$'lJ_jL  
&jDRRT3  
参考文献 ,-> P+m5  
Fh)YNW@  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). +7K]5p;!~  
_xdttO^N  
E eCgV{9B  
C 谐振腔参数 U7G|4(  
---------------------------------------- Q1 vse  
等效菲涅尔数      0.5 m>b i$Y  
放大倍率          2  ^9kdd[  
腔长              90cm <zu)=W'R]  
孔径1半径       0.3cm H{;8i7%  
孔径2半径      0.6cm q5w)i  
----------------------------------------- <7X+-%yb;  
wSs78c=  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 yNQ 9~P2  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数 xX
])IZD  
##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 ;}k_2mr~  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 "2@Ys*e  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数
PvdR)ZEm  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关
%P]-wBJw  
5TdI  
####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 o-t!z'\l
O  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 ?/s=E+  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 #/pZ#ny  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 1'* {VmM  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 2qkC{klC^M  
prop 90                              # 向后传播90cm ,<-a 6  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 )5bdWJ>l  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 U0S}O(Ptr  
prop 90 # 向前传播90cm k<S!|  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy Va'K~$d_  
write/screen/on  # 写屏 fmq^AnKd  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 @KYmkxW  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # 0b}lwo,|\  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 ?|Mmz@  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 iF]vIg#h  
if STOP macro/exit  # 条件退出   :hxZ2O?5_  
if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句 :Zd# }P  
title resonator mode pass = @pass_number   >Y/1%Hp9  
plot/l xrad=.75   %x7l`.)N  
endif sw &sF  
macro/end WJL,L[XC  
y/2U:H  
###初始化变量 Afa{f}st  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # `P4qEsZE>`  
field_radius = 1.6  #调整场半径 4B}w;d@R  
9uREbip  
c##建立初始单位和高斯场分布 egi?Qg  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 2=N
YBOE  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 I@q>ES!1H  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 Qi7^z;  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 jW",'1h
<n  
%jM|*^\%  
c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出 @w:sNX
z-  
gain/eigenvalue/set 1   tdr*>WL  
plot/screen/pause 3 3B"rI  
TEST = 1  
Gb\7W  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 M+^K,  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 +CNRSq"  
TEST = 0   @]#+`pZ4A  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 LDvF)Eg  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 ddHIP`wb  
noise 1 1                                 #从噪声开始 Nmsb  
resonator/run 30                         #宏运行30次 2i(|?XJ^  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 7<^D7  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 Azz]TO  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 25ZGuM  
n8G#TQrAE  
###绘制汇聚场分布 |H_)u  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 (\/HGxv  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 e#HP+b$  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           Z#o
\9/{(R  
obs 1 .3                          
_@prv7e  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 4+k:j=x  
plot/watch ex11a_3.plt             Z ''P5B;  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         Em"X5>;4  
IfXLnD^||  
c##应用透镜并传播到远场 u\.sS|
$  
lens/sph 1 100                   lIFU7g  
prop 100                         8:xQPd?3  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 =;/h{ t  
plot/watch ex11a_4.plt             V_W=MWs&+  
plot/liso 1 ns=64                 VYAe!{[  
VDmd+bvJV  
c###生成环围功率表  B-gr2-  
encircled/calculate/energy 1       S~Hj. d4/  
encircled/udata 1                 "\=_
- `  
title ex 11: encircled energy       eXaDx%mM  
plot/watch ex11a_5.plt # .CpF
0  
plot/udata 1 min=0. max=1. # +%Gm2e;_u  
end \%Smp2K  
6kuSkd$.  
y14@9<~9  
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OG  
4
QVd{  
LGMFv