GLAD：共焦非稳腔模拟仿真

L%\Wt1\[   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： s]kzXzRC?   J#i7'9g        (11.1) 6P>}7R}   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。 &)||~   QT%vrXzz   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%。 \SO)|M>.a   \~Z%}$ =   GLAD的计算与该理论相符甚好。 -oUNK}>   mDbTOtD   OyK#Rm2A=   参考文献 aL90:,V   j} ^3v #   A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). SRk!HuXh   f$-n%7   tH *|   C 谐振腔参数 7_)38   ---------------------------------------- gg%)#0Zi   等效菲涅尔数      0.5 p19@t o5l   放大倍率          2 ceCO*m~   腔长              90cm N#e9w3Rli   孔径1半径       0.3cm 2@z.ory.   孔径2半径      0.6cm {}Is&^3Z   ----------------------------------------- y6[le*T   +5Dc5Bl   ## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 [v*q%Mi_   ## pass_number变量是为了计数宏运行次数，同时作为标题输入参数 0}`-vOLd-   ##变量stop用于测试收敛，并将值传递到if语句以退出宏 EleJ$ `/   ###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 m9:ah<   variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 \**j\m    variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 4Nt4(3Kf   Zxqlhq/)   ####定义一个宏，它是一系列命令，通过空腔表示一个循环 SN L-6]j   macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 ZxT E(BQv   pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 vo*oCfm   clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 AgSAjBP   mirror rad=180                       # 凸面反射镜，曲率半径r=180 Y2.zT6i   prop 90                              # 向后传播90cm l*&N<Yu   mirror rad=360.                        # 凹面镜 Mz2TwU_   clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 ,&M#[>\(3   prop 90 # 向前传播90cm .43cI(   variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy q jc4IW t~   write/screen/on  # 写屏 =MJB:   udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 (g X8iKl   gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # `<>QKpAn   gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 qA`@~\qh"   energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 2Zuo).2a.   if STOP macro/exit  # 条件退出   R"P-+T=7M   if [!TEST] then  #TEST值为0， 执行语句 "uIa K b   title resonator mode pass = @pass_number   N AY3.e   plot/l xrad=.75   Fih pp<   endif b$#b+G{y   macro/end >jIn&s!}   @/^mFqr2   ###初始化变量 { ,c*OR   pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # m=^]93+   field_radius = 1.6  #调整场半径 HNBmq>XDc   -wg}X-'z0   c##建立初始单位和高斯场分布 3Zd,"/RH   array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 ;e5PoLc   units/field 1 field_radius  # 定义单位 _\tv ${   wavelength/set 1 10.  # 定义波长 v7./u4S|V   gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 [ fzYC'A=   #*_!Xc9f   c#调用宏请求最多30个传递，并在收敛条件下退出 -XCs?@8EQ   gain/eigenvalue/set 1   Y01!D"{\   plot/screen/pause 3 2 Kjd!~Z$   TEST = 1   JRFUNy1+e1   resonator/name conres  #设置谐振腔名字 _r\M}lDh*   resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 ^&1O:G*"   TEST = 0   j+ -r(lZ   pass_number = 0  #往返次数初始化为0 3lpxh_   clear 1 0                                  #光束初始化为0 GK'p$`oJm   noise 1 1                                 #从噪声开始 _Wg}#r   resonator/run 30                         #宏运行30次 %ZWt 45A   title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 =N C??e{   plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 !.mR]El{K   plot/udata max=0   #设置横坐标范围 wxh\CBxG   ;]=w6'dP!   ###绘制汇聚场分布 +@3+WD   title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 5{V"!M+<   plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 Z)E)-2U$@   plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           G)}[!'<rR   obs 1 .3                           G|1.qHP[F   title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 Uz!3){E   plot/watch ex11a_3.plt             {P~rf&Ee   plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         .4WJk>g   lRg?||1ik   c##应用透镜并传播到远场 jj]\]6@+P   lens/sph 1 100                   nD*iSb*   prop 100                         ? F #&F   title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 MYy58N   plot/watch ex11a_4.plt             s~ 8g   plot/liso 1 ns=64                 mXyP;k   1;=L] L?   c###生成环围功率表 3jxC}xz)   encircled/calculate/energy 1       C-c'"F Hq   encircled/udata 1                 \/3(>g?4   title ex 11: encircled energy       ~KS@Ulrox   plot/watch ex11a_5.plt # z&d.YO_W   plot/udata 1 min=0. max=1. # PtW2S 1?j   end NLL"~   图1.刮刀镜镜前会聚横模 *%KIq/V   pPRX#3   图2.单程能量损失图 |@JTSz*Or   图3 ^{MqJ\S7H   xNOKa*   图4.刮刀镜镜后会聚横模 nahq O|~   iXnXZ|M   图5.准直谐振腔的远场分布 )>FAtE    S^pb9~   图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线

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