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:
mp+\! o S:vTr+$ 
(11.1)
g"dZB2`C 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。
?<yq 2`\4O $YGIN7_Gg 激光在腔中来回一次后,分布的单位是初始时的两倍。要开始另一次来回传输,单位需要缩放到原来的单位,根据Siegman和Miller理论,每个来回损耗大约为44%。
2) /k`Na 5nxS+`Pn.) GLAD的计算与该理论相符甚好。
'^oGDlkr H &W)+8N,L
_^xh1=Qr}n 参考文献 JX\T
{\m# +%le/Pg@ A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970).
!.2CAL wUIsi<Oj THbtu*El C 谐振腔参数
|<$<L`xoe ----------------------------------------
X4P}aC 等效菲涅尔数 0.5
b!^M}s6 放大倍率 2
]2xx+P#Y 腔长 90cm
kP}hUrDX5 孔径1半径 0.3cm
2*-ENW2 孔径2半径 0.6cm
1W}nYU -----------------------------------------
'!yS72{$2 y[^k*,=
9 ## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的
光束能量为分配的值
;5Wx$Yfx ## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数
)ZgER[ ##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏
b5n]Gp ###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径
68J 9T^84 variable/dec/int pass_number # 声明pass_number变量为整数
35%[DUkb variable/dec/int STOP TEST # 声明确定收敛的开关
)4'x7Qg/ M8#*zCp{5 ####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环
* Y%<b86U macro/def conres/over # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息
:p\(y pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器
r{_B: clap/cir/no 1 .3 # 孔径1 定义
{ /F rs*AF mirror rad=180 # 凸面反射镜,曲率半径r=180
t4jd
KYA prop 90 # 向后传播90cm
y;{^Ln4{ mirror rad=360. # 凹面镜
U=&^H!LVY clap/cir/no 1 .7 # 孔径2定义
=$)4: prop 90 # 向前传播90cm
`\ W variable/set Energy 1 energy # 将光束的能量存在变量Energy
Z92iil;t write/screen/on # 写屏
nL":0!DTRD udata/set pass_number pass_number Energy-1 #储存光束能量的变化量
E VN-<=i^ gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP # store convergence test in STOP #
~$&:NB1~q gain/eigenvalue/show 1 # 显示本征值
\ifK~? energy/norm 1 1 #光束能量进行归一化
B0b[p*gIl if STOP macro/exit # 条件退出
"W &:j:o if [!TEST] then #TEST值为0, 执行语句
(
K6~Tj
title resonator mode pass = @pass_number
\uU=O
) plot/l xrad=.75
XSm"I[.g endif
3wN?|N macro/end
;0w ^ud <THZ2`tTK3 ###初始化变量
?fbgU pass_number = 0 # 往返次数初始化为0 #
.pS&0gBo\ field_radius = 1.6 #调整场半径
lC'{QUC E[|s>Xv~ c##建立初始单位和高斯场分布
X$7Oo^1; array/set 1 128 #设置矩阵为128*128
V>b2b5QAH, units/field 1 field_radius # 定义单位
T3USNc51 wavelength/set 1 10. # 定义波长
w24{_ N gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3 #能量收敛准则的分数变化设置
,hpH!J'5f/ g.B%#bfg c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出
PGPISrf gain/eigenvalue/set 1
8sN#e(@
plot/screen/pause 3
lZ|L2Yg3uB TEST = 1
j[J5y# resonator/name conres #设置谐振腔名字
=jg#fdM
- resonator/eigen/test 1 #寻找本征值
jd%Len&p TEST = 0
B :.@Qi^ pass_number = 0 #往返次数初始化为0
}xAie( clear 1 0 #光束初始化为0
[[R7~.; noise 1 1 #从噪声开始
?S (im resonator/run 30 #宏运行30次
s?QVX~S" title ex 11: energy per step #设置图形的标题
'|vD/Qf=& plot/watch ex11a_1.plt #设置图形窗口的名称
;{<aA 5 plot/udata max=0 #设置横坐标范围
r4O|() "z
rA`` ###绘制汇聚场分布
$> "J"IX title ex 11: resonator pass no. @pass_number #设置图形的标题
L'zE<3O'3 plot/watch ex11a_2.plt #设置图形窗口的名称
&49u5&TiP plot/liso 1 xrad=.75 ns=64
A/q2g7My obs 1 .3
9T(L"9r-e title ex 11: outcoupled beam #设置图形窗口的名称
:P3{Nxa plot/watch ex11a_3.plt
s|Z:}W?{ plot/liso 1 xrad=.75 ns=64
&&[zT/]P D`6iDit c##应用
透镜并传播到远场
ze`1fO|% lens/sph 1 100
q@(1Yivk prop 100
10p8|9rE}B title ex 11: far-field pattern #设置图形窗口的名称,画出远场模式
n;wwMMBM plot/watch ex11a_4.plt
*)u?~r(F plot/liso 1 ns=64
%BUEX ,4[dLWU c###生成环围功率表
cA D[3b[Gk encircled/calculate/energy 1
|xn#\epy@ encircled/udata 1
Q"40#RFA title ex 11: encircled energy
9A~>`.y plot/watch ex11a_5.plt #
.%q$d d>> plot/udata 1 min=0. max=1. #
kw*)/$5] end
P?kx 图1.刮刀镜镜前会聚横模 a 6%@d_A
}g~g50ci 图2.单程能量损失图
X0`j-*,FX 图3 3UdU"d[75
Q]@c&* _| 图4.刮刀镜镜后会聚横模 [F+(^- (
74+A+SK[ 图5.准直谐振腔的远场分布 $.pTB(tO
(
#*"c 图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线