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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: (^),G-]  
R -#40  
     (11.1)
;iB9\p$K)  
其中,a是孔径半径,L为腔长,λ为波长,M是准直倍率。相应的参数数值为:L=90cm,a=0.3cm,M=2,λ=10μ。带入后计算得:Nc=2,Neq=0.75。 (%N=7?  
,Q%q!#@  
激光在腔中来回一次后,分布的单位是初始时的两倍。要开始另一次来回传输,单位需要缩放到原来的单位,根据Siegman和Miller理论,每个来回损耗大约为44%。 >oD,wSYV~  
kJP` C\4}f  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 *P:!lO\|  
^$>Q6.x?*)  
?**9hu\BG  
参考文献 3P, ul*e  
Q L 1e  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). $V/Hr/0  
x^sSAI(  
iNO}</7?  
C 谐振腔参数 fpPB_P{Ua  
---------------------------------------- D(X:dB50@  
等效菲涅尔数      0.5 $c1zMkY)u  
放大倍率          2 4lp9 0sa  
腔长              90cm &eA!h  
孔径1半径       0.3cm Ia@!Nr2  
孔径2半径      0.6cm JLz.lk*.  
----------------------------------------- /l%+l@  
Jn\@wF9xd  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 h 2QJQ|7a  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数 v?@=WG  
##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏 F!RzF7h1  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 S%Bm4jY  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 6Cpn::WW}  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 J/k4CV*li(  
Dug{)h_2  
####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环 'pa8h L  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 :OKU@l|  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 -s_=4U,  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 hpBn_  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜,曲率半径r=180 yhsbso,5 a  
prop 90                              # 向后传播90cm Ib}~Q@?2  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 Z~{0x#?4%  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 ugy:^U  
prop 90 # 向前传播90cm k:yrh:JhB  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy %;ZDw@_<  
write/screen/on  # 写屏 3E$h W  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 FdE9k\E#/)  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # p5V.O20  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 6DxT(VU}  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 /4Sul*{hc  
if STOP macro/exit  # 条件退出   Yw6d-5=:  
if [!TEST] then  #TEST值为0, 执行语句 f1wwx|b%.  
title resonator mode pass = @pass_number   # n\|Q\W  
plot/l xrad=.75   ,AuejMd  
endif j\%m6\{n|  
macro/end _OY<Hb3%M  
Aw,#oG {N  
###初始化变量 Dy|DQ>?}  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # ZK?:w^Z  
field_radius = 1.6  #调整场半径 KKGwMJku}  
]%<0V,G q  
c##建立初始单位和高斯场分布 dx)v`.%V  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 <,+6:NmT  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 $E35 W=~)  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 yoVN|5  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 1vL$k[^&d  
NVG`XL  
c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出 QV*W#K\7q  
gain/eigenvalue/set 1   n1@ Or=5  
plot/screen/pause 3 40Z/;,wp{  
TEST = 1   Jh`6@d  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 ^SJa/I EZ.  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 jKhj 7dR  
TEST = 0   S+M:{<AR  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 idGhWV'  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 1+NmiGKg  
noise 1 1                                 #从噪声开始 2\L}Ka|v  
resonator/run 30                         #宏运行30次 V1>>]]PS  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 TM$Ek^fQ.  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 G{{Or  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 5%%A2FrB.S  
D OGg=`XK1  
###绘制汇聚场分布 #7dM %  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 r/B iR0$E  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 Nk/Ms:57y  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           M$AQZ')9  
obs 1 .3                           i \u"+:j  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 iT"H%{+~  
plot/watch ex11a_3.plt             a&~]77)  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         t.tdY  
bcy( ?(  
c##应用透镜并传播到远场 Co^a$K  
lens/sph 1 100                   uH?lj&  
prop 100                         D:Y `{{  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 `%M} :T  
plot/watch ex11a_4.plt             dk9nhS+faJ  
plot/liso 1 ns=64                 qnZ`]?  
/,Sd  
c###生成环围功率表 e{x|d?)8  
encircled/calculate/energy 1       Oz1ou[8k  
encircled/udata 1                 5"JnJH  
title ex 11: encircled energy       4$+9k;m'  
plot/watch ex11a_5.plt # y|+ltAK  
plot/udata 1 min=0. max=1. # NR)[,b\v  
end SEXLi8;/  
#2!M+S  
图1.刮刀镜镜前会聚横模 cMEM}Qh T  
{M?!nS6t  
图2.单程能量损失图
rHtT>UE=  
图3 r4xq%hy  
&xqe8!FeA  
图4.刮刀镜镜后会聚横模 n~d`PGs?f  
8&=+Mw  
图5.准直谐振腔的远场分布 A{E0 a:v  
?mt$c6-  
图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线
[21tT/  
QQ:2987619807
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