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2020-09-30 11:17 |
GLAD:共焦非稳腔模拟仿真
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: :*1bhk8~ |dXmg13( -
(11.1) d+$a5 [^9 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:Nc=2,Neq=0.75。 $Ad 5hkz S7@.s`_{w 激光在腔中来回一次后,分布的单位是初始时的两倍。要开始另一次来回传输,单位需要缩放到原来的单位,根据Siegman和Miller理论,每个来回损耗大约为44%。 5TqX;=B q*8^938 GLAD的计算与该理论相符甚好。 HKV]Rn u9 J;OsnHK
C,.$g>)MZK 参考文献 0Db#W6*^ lj(}{O A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). :`25@<*u .xS}/^8iD K[O'@v C 谐振腔参数 npZ=x-ce ---------------------------------------- |d&a&6U: 等效菲涅尔数 0.5 =JY9K0S~ 放大倍率 2 l:%4@t` 腔长 90cm {'T=&`&OF 孔径1半径 0.3cm x pT85D 孔径2半径 0.6cm $3k5hDA0e ----------------------------------------- ;
7k@_ &^92z:? ## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 %[b~4,c1 ## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数 > -OQk"o ##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏 8V?O=3<a ###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 3+rud9T variable/dec/int pass_number # 声明pass_number变量为整数 pbt/i+! variable/dec/int STOP TEST # 声明确定收敛的开关 q3n(Z "CX&2Xfe ####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环 >8\EdN59{ macro/def conres/over # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 /z9oPIJ=* pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 %3!DRz clap/cir/no 1 .3 # 孔径1 定义 3!ZndWSHV mirror rad=180 # 凸面反射镜,曲率半径r=180 1--_E,Su> prop 90 # 向后传播90cm >fNRwmi mirror rad=360. # 凹面镜 eX;C.[&7;8 clap/cir/no 1 .7 # 孔径2定义 v!JQ;OX prop 90 # 向前传播90cm hi^@969 variable/set Energy 1 energy # 将光束的能量存在变量Energy d ]R&mp|' write/screen/on # 写屏 p'tB4V qT udata/set pass_number pass_number Energy-1 #储存光束能量的变化量 !lpKZG gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP # store convergence test in STOP # * EY^t= gain/eigenvalue/show 1 # 显示本征值 d2Pqi* K energy/norm 1 1 #光束能量进行归一化 R9%Um6 if STOP macro/exit # 条件退出 b;A(6^V if [!TEST] then #TEST值为0, 执行语句 j+YA/54` title resonator mode pass = @pass_number KG=h!]Meq plot/l xrad=.75 qn=~4rg]R endif X]
cI ? macro/end '@t}8J $ReoIU^< ###初始化变量 HE6kt6 pass_number = 0 # 往返次数初始化为0 # 4'9yMXR field_radius = 1.6 #调整场半径 v 9\2/B ay4E\=k c##建立初始单位和高斯场分布 tj<a , l array/set 1 128 #设置矩阵为128*128 m$6u K0 units/field 1 field_radius # 定义单位 T-S6`^_L wavelength/set 1 10. # 定义波长 Y_S>S(0 gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3 #能量收敛准则的分数变化设置 x"7`,W b8o}bm{s c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出 /-J12 O gain/eigenvalue/set 1 ]m&cVy& plot/screen/pause 3 u^5X@. TEST = 1 &"G4yM resonator/name conres #设置谐振腔名字 p) '.swpJ resonator/eigen/test 1 #寻找本征值 N!RkV\:X TEST = 0 [(Jj@HlP6T pass_number = 0 #往返次数初始化为0 G3r9@2OC clear 1 0 #光束初始化为0 m 3k}iIU7 noise 1 1 #从噪声开始 k(As^'> resonator/run 30 #宏运行30次 3"9'MDKH title ex 11: energy per step #设置图形的标题 JrZ"AId2 plot/watch ex11a_1.plt #设置图形窗口的名称 h0;PtQb1 plot/udata max=0 #设置横坐标范围 35>VCjCw0 BM6 J ###绘制汇聚场分布 BC}+yS
\ title ex 11: resonator pass no. @pass_number #设置图形的标题 ~_|OGp_a plot/watch ex11a_2.plt #设置图形窗口的名称 kWkAfzf4a plot/liso 1 xrad=.75 ns=64 "j(?fVx obs 1 .3 D`|.% title ex 11: outcoupled beam #设置图形窗口的名称 SY: gr plot/watch ex11a_3.plt [ vWcQ6m plot/liso 1 xrad=.75 ns=64 UM?{ba9 5 *w
a c##应用透镜并传播到远场 !+Ia#( lens/sph 1 100 8+gti*C?\ prop 100 N^u,C$zP9C title ex 11: far-field pattern #设置图形窗口的名称,画出远场模式 r@j$$Pk` plot/watch ex11a_4.plt 4O~E4" ] plot/liso 1 ns=64 9t ` y}TiN!M c###生成环围功率表 2`|1 !x encircled/calculate/energy 1 ^&nC)T<w encircled/udata 1 7x,c)QES` title ex 11: encircled energy Q $wa<` plot/watch ex11a_5.plt # HW0EP J plot/udata 1 min=0. max=1. # Y6J7N^ end ?hW?w$C DBUhqRfl
图1.刮刀镜镜前会聚横模 #+X|,0p ^4D7sS;~3
图2.单程能量损失图 86.LkwlqoH
图3 f{]eb1 q '6gj
图4.刮刀镜镜后会聚横模 [#}A]1N hX?rIx
图5.准直谐振腔的远场分布 ?k6PH"M !y1]S .;
图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线 IYJS>G%*
QQ:2987619807
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