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GLAD:共焦非稳腔模拟仿真
时间:2018-04-17 12:58来源:讯技光电作者: 技术部点击:打印
 
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:

    (11.1)
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。
 
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%。
 
GLAD的计算与该理论相符甚好。

参考文献
 
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 谐振腔参数
----------------------------------------
等效菲涅尔数      0.5
放大倍率          2
腔长              90cm
孔径1半径       0.3cm
孔径2半径      0.6cm
-----------------------------------------
 
## ENEGY/GNORM 归一化每一次传递之后的光束能量为分配的值
## pass_number变量是为了计数宏运行次数,同时作为标题输入参数
##变量stop用于测试收敛,并将值传递到if语句以退出宏
###变量field_radius用于在宏结束后初始化数组并重新调整场半径 
variable/dec/int pass_number          # 声明pass_number变量为整数
variable/dec/int STOP TEST            # 声明确定收敛的开关
 
####定义一个宏,它是一系列命令,通过空腔表示一个循环
macro/def conres/over     # 声明宏conres /新信息覆盖旧信息
pass_number = pass_number + 1 list #增量计数器
clap/cir/no 1 .3                        # 孔径1 定义
mirror rad=180                       # 凸面反射镜,曲率半径r=180
prop 90                              # 向后传播90cm
mirror rad=360.                        # 凹面镜
clap/cir/no 1 .7                        # 孔径2定义
prop 90 # 向前传播90cm
variable/set Energy 1 energy           # 将光束的能量存在变量Energy
write/screen/on # 写屏
udata/set pass_number pass_number Energy-1 #储存光束能量的变化量
gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP # store convergence test in STOP #
gain/eigenvalue/show 1 # 显示本征值
energy/norm 1 1 #光束能量进行归一化
if STOP macro/exit # 条件退出
if [!TEST] then #TEST值为0, 执行语句
title resonator mode pass = @pass_number
plot/l xrad=.75
endif
macro/end
 
###初始化变量
pass_number = 0 # 往返次数初始化为0 #
field_radius = 1.6 #调整场半径
 
c##建立初始单位和高斯场分布
array/set 1 128 #设置矩阵为128*128
units/field 1 field_radius # 定义单位
wavelength/set 1 10. # 定义波长
gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3  #能量收敛准则的分数变化设置
 
c#调用宏请求最多30个传递,并在收敛条件下退出
gain/eigenvalue/set 1
plot/screen/pause 3
TEST = 1
resonator/name conres #设置谐振腔名字
resonator/eigen/test 1 #寻找本征值
TEST = 0
pass_number = 0 #往返次数初始化为0
clear 1 0                                  #光束初始化为0
noise 1 1                                 #从噪声开始
resonator/run 30                         #宏运行30次
title ex 11: energy per step                #设置图形的标题
plot/watch ex11a_1.plt   #设置图形窗口的名称
plot/udata max=0 #设置横坐标范围
 
###绘制汇聚场分布
title ex 11: resonator pass no. @pass_number  #设置图形的标题
plot/watch ex11a_2.plt             #设置图形窗口的名称
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64          
obs 1 .3                           
title ex 11: outcoupled beam        #设置图形窗口的名称
plot/watch ex11a_3.plt             
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64         
 
c##应用透镜并传播到远场
lens/sph 1 100                   
prop 100                        
title ex 11: far-field pattern #设置图形窗口的名称,画出远场模式
plot/watch ex11a_4.plt             
plot/liso 1 ns=64                 
 
c###生成环围功率表
encircled/calculate/energy 1       
encircled/udata 1                 
title ex 11: encircled energy       
plot/watch ex11a_5.plt #
plot/udata 1 min=0. max=1. #
end
 
图1.刮刀镜镜前会聚横模
 
 
图2.单程能量损失图
 
图3
 
 
图4.刮刀镜镜后会聚横模
 
 
图5.准直谐振腔的远场分布
 
 
图6.使用PIB命令的包围圆能量曲线
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