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infotek 2025-07-23 08:01

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: [gB+C84%%  
If.r5z9  
     (11.1) }M+7 T\ J!  
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。 BzzTGWq\  
Yz bXuJ4  
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%。 :-'qC8C  
7 3m1  
GLAD的计算与该理论相符甚好。 ceV}WN19l  
?8$Q-1=  
]-q;4.  
参考文献 ^s=8!=A(  
]tD]Wx%  
A. E. Siegman and H. Y. Miller, “Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using Prony Method,” Appl. Opt. Vol. 9, No. 12, p. 2729 (1970). }*-@!wc-N  
PeT'^?>  
OY d !v`<  
C 谐振腔参数 OCUr{Nh  
---------------------------------------- ?EL zj  
等效菲涅尔数      0.5 2|L&DF:G  
放大倍率          2 ;fJ.8C  
腔长              90cm (?c-iKGc  
孔径1半径       0.3cm ] @'!lhLi  
孔径2半径      0.6cm @VBcJ{e,  
----------------------------------------- Zh,71Umz  
,^:.dFH6  
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值 R8 T x[CJ5  
## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数 >bxS3FCX  
##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏 .h[:xYm  
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 ?0SEMmp`H  
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数 xmX 4qtAL  
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关 /mMV{[  
'7/)Ot(  
####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环 *fdTpXa  
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息 =WLY6)]A  
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器 Gq6*SaTk  
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义 \8 ":]EU  
mirror rad=180                       # 凸面反射镜,曲率半径r=180 R=dC4;  
prop 90                              # 向后传播90cm (ZGbh MK  
mirror rad=360.                        # 凹面镜 %*U'@r(A  
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义 ]yu:i-SfP  
prop 90 # 向前传播90cm >Q/Dk7#  
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy XkqCZHYkS  
write/screen/on  # 写屏 } #J/fa9 !  
udata/set pass_number pass_number Energy-1  #储存光束能量的变化量 :Al!1BJQ  
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP  # store convergence test in STOP # N;d] 14|  
gain/eigenvalue/show 1  # 显示本征值 cR{#V1Z  
energy/norm 1 1  #光束能量进行归一化 =vPj%oLp'a  
if STOP macro/exit  # 条件退出   ~@!bsLSMU  
if [!TEST] then  #TEST值为0, 执行语句 %)|s1B'd  
title resonator mode pass = @pass_number   l.]xB,k  
plot/l xrad=.75   B[}6-2<>?C  
endif N;R^h? '  
macro/end ==B6qX8T  
5s XXM  
###初始化变量 7nSxi+6e  
pass_number = 0  # 往返次数初始化为0 # No$3"4wk  
field_radius = 1.6  #调整场半径 CAlCDfKW}  
[?gP;,  
c##建立初始单位和高斯场分布 $:6!H:ty  
array/set 1 128  #设置矩阵为128*128 Y@v>FlqI{  
units/field 1 field_radius  # 定义单位 =%7-ZH9  
wavelength/set 1 10.  # 定义波长 H+#FSdy#  
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置 C^){.UGmJ  
0"R|..l/  
c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出 :]"V-1#}  
gain/eigenvalue/set 1   So6x"1B  
plot/screen/pause 3 @ZJS&23E  
TEST = 1   FwK] $4*  
resonator/name conres  #设置谐振腔名字 *Ly6`HZ9  
resonator/eigen/test 1  #寻找本征值 rA1._   
TEST = 0   SJLis"8  
pass_number = 0  #往返次数初始化为0 iCoX& "lb  
clear 1 0                                  #光束初始化为0 QP x^_jA  
noise 1 1                                 #从噪声开始 k+ /6$pI  
resonator/run 30                         #宏运行30次 h( 4v8ae  
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题 RFGffA&  
plot/watch ex11a_1.plt    #设置图形窗口的名称 @iiT<  
plot/udata max=0   #设置横坐标范围 +_!QSU,@  
@W<m 4fi  
###绘制汇聚场分布 wL1MENzp*z  
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题 RCrCs  
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称 iscz}E,Y  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64           u +hX  
obs 1 .3                           ]GS bjHsO  
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称 V9vTsmo(  
plot/watch ex11a_3.plt             $qiya[&G4  
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         x;S @bY  
#_1`)VS  
c##应用透镜并传播到远场 W_=f'yb:E  
lens/sph 1 100                   OI*H,Z "  
prop 100                         kM 6 Qp  
title ex 11: far-field pattern  #设置图形窗口的名称,画出远场模式 ]5O~+Nf  
plot/watch ex11a_4.plt             Gdw VtqbX  
plot/liso 1 ns=64                 W^Yxny  
=l6mL+C  
c###生成环围功率表 }k0_5S  
encircled/calculate/energy 1       gi8FHSU|G  
encircled/udata 1                 #WuBL_nZ~  
title ex 11: encircled energy       ! if   
plot/watch ex11a_5.plt # c$,P ~W s'  
plot/udata 1 min=0. max=1. # | Iib|HQ)  
end \zY!qpX<  
图1.刮刀镜镜前会聚横模 9x8fhAy}4  
7_L;E~\  
图2.单程能量损失图
XSDpRo  
图3 7/H)Az@i45  
Ba,`TJ%y  
图4.刮刀镜镜后会聚横模 |>Vb9:q9Po  
$ `c:&  
图5.准直谐振腔的远场分布 yfSmDPh  
D- c4EV  
图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线
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