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infotek 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: *}>Bkq9h  
)@!~8<_"  
     (11.1)
U@#?T  
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。 7AI3|Ts]p  
cES;bwQ  
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%。 vc )9Re$  
&S<? 07Z  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 y!SF/i?Py  
kxygf9I!;  
V_Xy2<V  
参考文献 kNRyOUy  
HmhUc,EC  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). c/b%T  
3b+7^0frY#  
4g>1G qv6  
C 谐振腔参数 a_Z.J3  
---------------------------------------- /.7$`d  
等效菲涅尔数      0.5 (~=Qufy  
放大倍率          2 mr@_ %U  
腔长              90cm ?hxK/%)  
孔径1半径       0.3cm \P*PjG?R  
孔径2半径      0.6cm /z/hUa  
----------------------------------------- A * a{  
Km[]^;6  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 W"W@WG9X0  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数 BHF{-z  
##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏 N{ : [/  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 9@( O\xr  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 '&RZ3@}+  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 Dm>T"4B`/  
sVE>=0TVP  
####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环 I h5/=_n  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 lO551Y^  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 F"-S~I7'L  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 NnJ>0|74g  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜,曲率半径r=180 -;l`hRW  
prop 90                              # 向后传播90cm U#8\#jo  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 dD[v=Z_  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 uOyLC<I/  
prop 90 # 向前传播90cm K{, W_ ^  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy h{Oz*Bq  
write/screen/on  # 写屏 +`Q PBj^  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 H%*~l  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # t9-_a5>E\}  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 Iu)L3_+  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 (jp1; #P!  
if STOP macro/exit  # 条件退出   `Mo~EHso.  
if [!TEST] then  #TEST值为0, 执行语句  <'g0il  
title resonator mode pass = @pass_number   *raIV]W3  
plot/l xrad=.75   wlm3~B\64  
endif nvU+XCx  
macro/end e 7Yb=/F  
ph Wc 8[Q  
###初始化变量 =_#ye}E  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # 2z.k)Qx!Z  
field_radius = 1.6  #调整场半径 9)G:::8u7  
{. s]\C  
c##建立初始单位和高斯场分布 0z#l0-NdQ  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 ,m #@%fa  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 ;y:#S^|?-z  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 vG'vgUo  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 ^U0apI  
wo,""=l  
c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出 ;n yB  
gain/eigenvalue/set 1   F!z! :yp  
plot/screen/pause 3 V/QTYy1  
TEST = 1   27h/6i3  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 yrxx+z|wR  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 G:E+s(x  
TEST = 0   H;7O\  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 "2y7&#l   
clear 1 0                                  #光束初始化为0 v :'P"uU;4  
noise 1 1                                 #从噪声开始 ')C _An>X6  
resonator/run 30                         #宏运行30次 >m)2ox_B  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 [8V(N2  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 b?+ Yo>yF8  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 ZaEBdBv  
c]cO[T_gGa  
###绘制汇聚场分布 ~Mg8C9B?%3  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 73! x@Duh  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 b&U5VA0=1  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           j`LT`p"9S  
obs 1 .3                           ^)eessZ  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 Gaw,1Ow!`2  
plot/watch ex11a_3.plt             3rXL0&3w%  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         8KtF<`A)  
o'= [<  
c##应用透镜并传播到远场 x~3>1Wr#M  
lens/sph 1 100                   S7\|/h:4  
prop 100                         f:)K  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 ek+8hnkh  
plot/watch ex11a_4.plt             1*x5/b  
plot/liso 1 ns=64                 2Wc;hJ.1  
X*p:&=o  
c###生成环围功率表 sKE*AGFL d  
encircled/calculate/energy 1       nvUkbmZG#  
encircled/udata 1                 Is,*qrl :  
title ex 11: encircled energy       34O+#0<y~  
plot/watch ex11a_5.plt # Qh1Kl_a?Lv  
plot/udata 1 min=0. max=1. # ( .6tz  
end 9X^-)G>  
'nmYB:&!  
图1.刮刀镜镜前会聚横模 $[^ KCNB  
q4IjCu+  
图2.单程能量损失图
<R]Wy}2-  
图3 [{.\UkV@  
^5zS2nm  
图4.刮刀镜镜后会聚横模 Z?G 3d(YT  
;j Y'z5PH5  
图5.准直谐振腔的远场分布 \`<s@U  
A=2nj  
图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线
9iN!hy[  
QQ:2987619807
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