[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： }T; P~aG  
RP~|PtLw_  
     (11.1) iI\oz&!vH  
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。 @Fluc,Il  
~k!j+>yT  
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%。 kqM045W7  
1$D_6U:H0  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 w\(.3W7  
ukIQr/k  
@aAW*D~-J  
参考文献 /q<__N  
eFaO7mz5V%  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). [Yo,*,y31  
9Xj7~,  
RZHd9v$  
C 谐振腔参数 N9jH\0nG  
---------------------------------------- T;L>;E>B  
等效菲涅尔数      0.5 x,rlrxI  
放大倍率          2 '_GrD>P)-  
腔长              90cm wj,:"ESb4  
孔径1半径       0.3cm >d,jKlh^.%  
孔径2半径      0.6cm T+*%?2>q"  
----------------------------------------- v:!Z=I}>  
byLft1  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 { &"CH]r  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数 GO__$%~  
##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 B.dH(um  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 N.\- 8?>  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 {_`^R>"\&w  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 4?ICy/,U-  
bL'aB{s  
####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 S'4(0j  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 Jz7!4mu  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 )\eI;8  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 |2RC#]/-Y  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 1`(tf6op  
prop 90                              # 向后传播90cm ()5[x.xK@  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 !9[>L@#G  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 <J`0mVOX  
prop 90 # 向前传播90cm \MbB#  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy [3(74  
write/screen/on  # 写屏 d Vj_8>  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 }q $5ig  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # {U1?Et#  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 z.kvX+7'  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 $})g?Q  
if STOP macro/exit  # 条件退出   K? y[V1,  
if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句 H,DM1Z9rz  
title resonator mode pass = @pass_number   Fh`~`eog  
plot/l xrad=.75   sejg&8  
endif pi Z[Y 5OE  
macro/end Bwa'`+bC  
Hkwl>R$  
###初始化变量 te3}d'9&|  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # 4)@mSSfn.  
field_radius = 1.6  #调整场半径 Q4+gAS9  
iPd[l{85Z  
c##建立初始单位和高斯场分布 7JEbH?lEN  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 aMtsmL?=  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 n/SwP  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 _a6[{_Pc  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 swM*k;$q{  
ujlY!-GM  
c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出 I aGq]z  
gain/eigenvalue/set 1   jN[`L%Qm  
plot/screen/pause 3 \.-}adKg  
TEST = 1   '}fzX2Q#  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 Jtr"NS?a]  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 bn!HUM,
  
TEST = 0   {u#;?u=|  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 t m7^yn:  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 SKkUU^\#R`  
noise 1 1                                 #从噪声开始 -
_1>C\h"  
resonator/run 30                         #宏运行30次 )}"wesNo".  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 BW 4%l  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 xT   
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 U<DZ:ds?T  
S/9DtXQ  
###绘制汇聚场分布 -'t)=YJ  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 KY51rw.  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 czS+< w  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           )N7Y^CN~  
obs 1 .3                           uI1
q>[  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 X*{2[+<o  
plot/watch ex11a_3.plt             mt,OniU=Q  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         ;[M}MFc/`  
z^#;~I @M  
c##应用透镜并传播到远场 {(r`k;fB  
lens/sph 1 100                   >`A9[`$n  
prop 100                         >zXsNeGQR  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 yCVI\y\B  
plot/watch ex11a_4.plt             |}(`kW  
plot/liso 1 ns=64                 *X+79vG:  
8B\2Zfe  
c###生成环围功率表 dep=&  
encircled/calculate/energy 1       X voo=  
encircled/udata 1                 ;[=8B\?  
title ex 11: encircled energy       (9Ux{@$o[  
plot/watch ex11a_5.plt # mi,E-  
plot/udata 1 min=0. max=1. # L"o>wYx
 
end +yk24 `>  
{L/tst#C  
|mGFts}0o'  
0n;< ge&~R  
`w.n]TR  
=kJ,%\E`