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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: q">}3`k  
$bfmsCcHL  
     (11.1)
_-^mxC|M  
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。 9zrTf%m F  
@Y>PtA&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%。 n2Mpo\2  
<RY!Mc  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 a/3'!}&e  
g jzWW0C  
-mmQ]'.0  
参考文献 "r3h+(5  
~l{Qz0&  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). gs0`nysM#  
m\bmBK"I  
s0/m qZ]s  
C 谐振腔参数 jp@X,HES  
---------------------------------------- e"XolM0IM  
等效菲涅尔数      0.5 1$6 u  
放大倍率          2 x K\i&A  
腔长              90cm `P-d. M6Oa  
孔径1半径       0.3cm 8bO+[" c  
孔径2半径      0.6cm i[{*(Y$L  
----------------------------------------- UQ7La 7"  
aGsO~ODc  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 VGu(HB8n#  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数 J^%E$ s  
##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏 pF8:?p['z  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 }J92TV  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 8*&73cp  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 ;C , g6{  
a2i:fz=[  
####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环  w}t}Sh  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 d(R8^v/L  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 h4MBw=Tz~  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 cfg.&P>   
mirror rad=180                       # 凸面反射镜,曲率半径r=180 jUR* |  
prop 90                              # 向后传播90cm }1+2&Ps50  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 A )CsF  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 gm8Jx hL  
prop 90 # 向前传播90cm MPyDG"B*  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy E?|NYu#I6  
write/screen/on  # 写屏 b&1hj[`)  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 #UI`+2w  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # \yxGE+~P  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 4e; le&  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 R[fQ$` M  
if STOP macro/exit  # 条件退出   },Grg~l  
if [!TEST] then  #TEST值为0, 执行语句 W_Y56@7e  
title resonator mode pass = @pass_number   yf R0vp<&  
plot/l xrad=.75   /Dt:4{aTOC  
endif ]VtP7 Y  
macro/end 5nceOG8  
  uk,9N  
###初始化变量 Zu4CFX-4  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # xS+xUi  
field_radius = 1.6  #调整场半径 I69Z'}+qz  
MTgf.  
c##建立初始单位和高斯场分布 D+jvF  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 wc"~8Ah  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 p:{L fQ  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 XtBEVqrhi  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 4 2-T&7k  
rwh 4/h^S  
c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出 OPqhdqo  
gain/eigenvalue/set 1   ",,.xLI7  
plot/screen/pause 3 Z.unCf3Q  
TEST = 1   [O!/hppN  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 6U%d3"T  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 k*F9&-rtN  
TEST = 0   !,5qAGi0  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 $M4_"!  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 $-!7<a-  
noise 1 1                                 #从噪声开始 v~._]f$:  
resonator/run 30                         #宏运行30次 K]7[|qf&   
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 EqIs&){  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 wq1s#ag<  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 w( @QRd{  
ymqn1ja1  
###绘制汇聚场分布 "@5{=  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 /6n"$qon6  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 cSG(kFQ  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           fLSDt(c',  
obs 1 .3                           0%IZ -])  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 J\'f5)k  
plot/watch ex11a_3.plt             h2:TbQ  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         Yc3\  
^r7KEeVD  
c##应用透镜并传播到远场 s`.J!^u`  
lens/sph 1 100                   M;KeY[u  
prop 100                         GU Mf}y  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 =i7CF3  
plot/watch ex11a_4.plt             QAY:H@Gt:  
plot/liso 1 ns=64                 wXBd"]G)C  
B/3xV:Gy  
c###生成环围功率表 JlEfUg#*  
encircled/calculate/energy 1       0XyPG  
encircled/udata 1                 HoWK# Nz\  
title ex 11: encircled energy       Ze[\y(K!  
plot/watch ex11a_5.plt # PtL8Kd0`C  
plot/udata 1 min=0. max=1. # G-]_ d  
end b0se-#+  
G[OJ <px  
图1.刮刀镜镜前会聚横模 "tpD ->  
X;vU z  
图2.单程能量损失图
XZ8]se"C  
图3 j^f54Ky.  
Z*NTF:6c  
图4.刮刀镜镜后会聚横模 k<N5*k8M  
0Q cJ Ek  
图5.准直谐振腔的远场分布 [?2?7>D8  
mU||(;I  
图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线
6bf!v  
QQ:2987619807
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