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    [產(chǎn)品]每周光學(xué)工具書推薦——激光軟件工具書 [復(fù)制鏈接]

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    只看樓主 倒序閱讀 樓主  發(fā)表于: 2023-04-24

    《GLAD典型案例手冊》

    前言

    GLAD是由美國Applied Optics Research(AOR)公司開發(fā)的一款專業(yè)的物理光學(xué)軟件,特別適用于激光領(lǐng)域各種光學(xué)現(xiàn)象的仿真和評估!軟件的開發(fā)者George Lawrence教授長期在光學(xué)領(lǐng)域排名NO.1的美國亞利桑那州立大學(xué)任教,在物理光學(xué)特別是激光領(lǐng)域擁有三十多年的研究經(jīng)驗(yàn)。目前GLAD軟件已經(jīng)被國內(nèi)外眾多研究機(jī)構(gòu)和公司作為仿真評估工具廣泛使用。

    GLAD使用復(fù)振幅來描述光束,采用快速傅里葉變換結(jié)合分步傅里葉算法進(jìn)行傳輸分析,幾乎能對所有類型的激光系統(tǒng)進(jìn)行分析,或?qū)ξ锢?span onclick="sendmsg('pw_ajax.php','action=relatetag&tagname=光學(xué)系統(tǒng)',this.id)" style="cursor:pointer;border-bottom: 1px solid #FA891B;" id="rlt_6">光學(xué)系統(tǒng)做完整的端-對-端的分析處理,還囊括各種激光增益模型、數(shù)種非線性過程和許多其它的激光及物理光學(xué)效應(yīng)。

    GLAD的使用方法為調(diào)用內(nèi)部各類“積木”進(jìn)行建模、傳輸和分析。積木的類型包括:用于進(jìn)行系統(tǒng)和光束初始化的命令;用于表征各類像差和相位屏的命令;用于表征各類傳統(tǒng)光學(xué)元件的命令;用于表征各類非線性過程的命令;用于表征激光增益介質(zhì)的命令;用于光束參數(shù)診斷的命令;用于計(jì)算結(jié)果輸入、輸出的命令等。只要將不同類型的積木有機(jī)“組裝”起來就可以輕松實(shí)現(xiàn)任意光學(xué)系統(tǒng)的模擬。

    GLAD的應(yīng)用領(lǐng)域包括:(1)包含傳統(tǒng)光學(xué)元件,如各種透鏡、反射鏡、棱鏡的光學(xué)系統(tǒng)的衍射傳輸分析;(2)光束質(zhì)量的分析和評價(jià);(3)二元衍射光學(xué)元件的分析;(4)各種波導(dǎo)的分析;(5)激光系統(tǒng)的分析:無源腔性能分析,含各類增益介質(zhì)的有源腔分析;(6)多種非線性過程的模擬。

    為了使廣大有志于采用GLAD進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真的師生及研究人員更加全面地了解GLAD的功能,熟悉GLAD的使用,本書從GLAD的案例手冊中精選了二十七個(gè)案例進(jìn)行解讀,希望對于各位運(yùn)用GLAD解決實(shí)際問題有所裨益。

    不當(dāng)之處,敬請指正!

    目錄

    前言 2

    1、傳輸中的相位因子與古伊相移 3

    2、帶有反射壁的空心波導(dǎo) 7

    3、二元光學(xué)元件建模 14

    4、離軸拋物面聚焦過程模擬 21

    5、大氣像差與自適應(yīng)光學(xué) 26

    6、熱暈效應(yīng) 29

    7、部分相干光模擬 34

    8、諧振腔的優(yōu)化設(shè)計(jì) 43

    9、共焦非穩(wěn)腔模擬仿真 47

    10、非穩(wěn)環(huán)形腔模擬 53

    11、含有錐形反射鏡的諧振腔 58

    12、體全息模擬 63

    13、利用全息圖實(shí)現(xiàn)加密和解密 68

    14、透射元件中由熱效應(yīng)導(dǎo)致的波前畸變 75

    15、拉曼放大器 80

    16、瞬態(tài)拉曼效應(yīng) 90

    17、布里淵散射散斑現(xiàn)象聚焦幾何模擬 97

    18、高斯光束的吸收和自聚焦效應(yīng) 104

    19、光學(xué)參量振蕩器 109

    20、激光二極管泵浦的固體激光器 114

    21、ZIG-ZAG放大器 122

    22、多程放大器 133

    23、調(diào)Q激光器 153

    24、光纖耦合系統(tǒng)仿真 161

    25、相干增益模型 169

    26、諧振腔往返傳輸內(nèi)的采樣 181

    27、光纖激光器 191

    GLAD案例索引手冊

    目錄

    目   錄 i

    GLAD案例索引手冊實(shí)物照片

    GLAD軟件簡介 1

    Ex1: 基本輸入和RTF命令文件 2

    Ex1a: 基本輸入 2

    Ex1b: RTF命令文件 3

    Ex2: 光束初始化與自動(dòng)單位控制 4

    Ex2a: 高斯與超高斯光束的生成, 自動(dòng)單位 5

    Ex2b: 利用束腰計(jì)算光束和矩陣尺寸 5

    Ex2c: 利用光柵計(jì)算光束和矩陣尺寸 6

    Ex2d: 淺聚焦的光束和矩陣尺寸的計(jì)算 6

    Ex3: 單位選擇 7

    Ex4: 變量、表達(dá)式和數(shù)值面 7

    Ex5: 簡單透鏡與平面鏡 7

    Ex6: 圓錐反射面與三維旋轉(zhuǎn) 8

    Ex7:  mirror/global命令 8

    Ex8: 圓錐曲面反射鏡 11

    Ex8a: 間隔一定距離的共焦拋物面 11

    Ex8b: 離軸單拋物面 12

    Ex8c: 橢圓反射鏡 12

    Ex8d: 高數(shù)值孔徑的離軸拋物面 12

    Ex8e: 橢圓反射面陣列的本征模式分析法 12

    Ex9: 三維空間中采用平面鏡進(jìn)行光束控制 17

    Ex10: 宏、變量和udata命令 17

    Ex11: 共焦非穩(wěn)腔 17

    Ex11a: 非穩(wěn)定的空諧振腔 18

    Ex11b: 帶有切趾效應(yīng)的非穩(wěn)空腔 18

    Ex11c: 發(fā)散輸出的非穩(wěn)腔 19

    Ex11d: 注入相反模式的空腔 19

    Ex11e: 確定一個(gè)非穩(wěn)腔的前六個(gè)模式 20

    Ex12: 不平行的共焦非穩(wěn)腔 20

    Ex13: 相位像差 20

    Ex13a: 各種像差的顯示 21

    Ex13b: 澤尼克像差的位圖顯示 23

    Ex14: 光束擬合 23

    Ex15: 攔光 24

    Ex16: 光闌與攔光 24

    Ex17: 拉曼增益器 25

    Ex18: 多重斯托克斯光束的拉曼放大 26

    Ex19: 會聚光束的拉曼過程,簡單動(dòng)力學(xué)分步法 26

    Ex20: 利用wave4的拉曼放大,準(zhǔn)直光束 28

    Ex21: 利用wave4的四波混頻,準(zhǔn)直光幾何傳輸 29

    Ex22: 準(zhǔn)直光的拉曼增益與四波混頻 29

    Ex23: 利用wave4的四波混頻,會聚光束 30

    Ex24: 大氣像差與自適應(yīng)光學(xué) 31

    Ex24a: 大氣像差 32

    Ex24b: 準(zhǔn)直光路中的大氣像差 32

    Ex24c: 會聚光路中的大氣像差 32

    Ex25: 地對空激光通訊系統(tǒng) 32

    Ex26: 考慮大氣像差的地對空激光傳輸系統(tǒng) 34

    Ex27: 存在大氣像差和微擾的地對空激光傳輸系統(tǒng) 34

    Ex27a: 轉(zhuǎn)換鏡前面的大氣像差與微擾的影響 35

    Ex27b: 轉(zhuǎn)換鏡后面的大氣像差與微擾的影響 35

    Ex27c: 轉(zhuǎn)換鏡后面的大氣像差與微擾以及自適應(yīng)光學(xué)的影響 35

    Ex28: 相位陣列 35

    Ex28a: 相位陣列 35

    Ex28b: 11×11的轉(zhuǎn)向激光陣列,阻尼項(xiàng)控制 35

    Ex29: 帶有風(fēng)切變的大氣像差 35

    Ex30: 近場和遠(yuǎn)場的散斑現(xiàn)象 36

    Ex31: 熱暈效應(yīng) 36

    Ex31a: 無熱暈效應(yīng)傳輸 37

    Ex31b: 熱暈效應(yīng),無動(dòng)力制冷 37

    Ex31c: 熱暈效應(yīng),動(dòng)力制冷和像差 37

    Ex32: 相位共軛鏡 37

    Ex33: 穩(wěn)定腔 38

    Ex33a: 半共焦腔 38

    Ex33b: 半共焦腔,1:1內(nèi)腔望遠(yuǎn)鏡,理想透鏡 39

    Ex33c: 半共焦腔,1:1內(nèi)腔望遠(yuǎn)鏡,透鏡組 39

    Ex33d: 多邊形諧振腔的分析 39

    Ex33e1: 相干注入,偏心光輸入(1) 40

    Ex33e2: 相干注入,偏心光輸入(2) 40

    Ex33f: 半共焦腔的全局定義 41

    Ex33g: 線型遮光觸發(fā)TEM10 41

    Ex33h: 帶有旋轉(zhuǎn)末鏡的半共焦腔 41

    Ex33i: 兩種波長的平行平面腔 42

    Ex33j: 多光束在同一個(gè)諧振腔中傳輸 42

    Ex33k: 拓展腔與偽反射 42

    Ex33l: 諧振腔耦合 43

    Ex33m: 通過正交化確定高階模 45

    Ex34: 單向穩(wěn)定腔 45

    Ex35: 分布式傳輸通過一個(gè)折射面 47

    Ex35a: 分布式傳輸,孔徑劃分方法 51

    Ex35b: 分布式傳輸,入射光中添加相位光柵 53

    Ex35c: 分布式傳輸,折射面上添加相位光柵 54

    Ex35d: 光束傳播到帶有相位光柵的傾斜表面上 56

    Ex35e: 光束傳播到帶有圓形孔徑的傾斜表面上 56

    Ex36: 有限差分傳播函數(shù) 57

    Ex36a: FDP與軟孔徑 58

    Ex36b: FDP與FFT算法的硬孔徑 58

    Ex37: 偏振和瓊斯矩陣 58

    Ex37a: 偏振與瓊斯矩陣 58

    Ex37b: 偏振,表面極化效應(yīng) 60

    Ex37c: 以布儒斯特角入射時(shí)透射和反射系數(shù) 61

    Ex37d: 偏振,古斯-漢欣位移(1) 61

    Ex37e: 偏振,采用jsurf/goos命令的古斯-漢欣位移(2) 61

    Ex37f: 采用三維偏振片尋址的雙折射楔 61

    Ex37g: 通過達(dá)夫棱鏡之后光束的偏振性質(zhì) 62

    Ex38: 剪切干涉儀

    Ex39: 傳輸中的高斯相位因子與古伊位移 62Ex40: 相位共軛,有限相互作用長度 64

    Ex41: 空間濾波對偏振的影響 64Ex42: 波導(dǎo)光柵耦合器與模式匹配輸入 65

    Ex43: 波導(dǎo)光柵耦合器與反向模式輸入 66Ex44: 波導(dǎo)光柵耦合器與帶有像差的反向模式輸入 66

    Ex45: 環(huán)形非穩(wěn)腔,工作物質(zhì)具有聚焦性質(zhì) 66Ex46: 光束整形濾波器 68

    Ex47: 增益片的建模 68Ex47a: 滿足比爾定律增益的非穩(wěn)加載腔諧振器 70

    Ex47b: 帶有增益片的非穩(wěn)加載腔諧振器 70Ex47c: 帶有增益片的非穩(wěn)加載腔諧振器,單步驟 70

    Ex47d: 點(diǎn)對點(diǎn)控制增益與飽和 70Ex47e: 點(diǎn)對點(diǎn)控制增益與飽和,多光束的飽和 70

    Ex48: 倍頻 70Ex49: 單模的倍頻 71

    Ex50: TE與TM波導(dǎo)模式的外耦合偏振 71Ex51: 誘導(dǎo)偶極子的TE與TM外耦合計(jì)算 71

    Ex51a: TE模的波導(dǎo)光柵內(nèi)耦合 72Ex51b: TM模的波導(dǎo)光柵內(nèi)耦合 72

    Ex52: 錐像差 72Ex53: 厄米高斯函數(shù) 74

    Ex53a: 厄米高斯多項(xiàng)式 75Ex53b: 徑向偏振光的建構(gòu),HG(1,0)和HG(0,1)正交偏振得到 75

    Ex54: 拉蓋爾函數(shù) 75Ex55: 遠(yuǎn)場中的散斑效應(yīng) 75

    Ex56: F-P腔與相干光注入 75Ex56a: 確定理想高斯模式的古伊相位 76

    Ex56b: 在古伊相位附近對注入信號光進(jìn)行掃面,峰值出現(xiàn)在140° 76Ex56c: 通過正交化確定損耗第二小的模式的古伊相位及其建立過程 76

    Ex56d: 相關(guān)光注入調(diào)制高斯模式(實(shí)際孔徑) 76Ex56e: 相關(guān)光注入調(diào)制高斯模式(實(shí)際孔徑)(續(xù)) 76

    Ex56f: 在縱模空間對注入信號光進(jìn)行掃描 76Ex57: 穩(wěn)定諧振腔中利用遮光來產(chǎn)生高階模式 76

    Ex58: 高斯光束的吸收和自聚焦效應(yīng) 77Ex58a: 比爾定律吸收器中的趨膚深度,無吸收情況 79

    Ex58b: 比爾定律吸收器中的趨膚深度,有吸收情況 79Ex58c: 比爾定律吸收器中的趨膚深度,比爾定律與自聚焦 79

    Ex58d: 比爾定律吸收器中的趨膚深度,吸收、自聚焦、像差 79Ex59: 帶有中心攔光球差的焦平面圖 79

    Ex59a: 焦平面上的球差,有攔光 80Ex59b: 焦平面上的球差,無攔光 80

    Ex59c:  2f透鏡,焦平面掃描 80Ex60: 橢圓小孔的尺寸與位置優(yōu)化 80

    Ex60a: 對散焦的簡單優(yōu)化 80Ex60b: 優(yōu)化的數(shù)值驗(yàn)證,數(shù)值目標(biāo) 81

    Ex60c: 優(yōu)化的數(shù)值驗(yàn)證,陣列目標(biāo) 81Ex60d: 對孔徑的形狀、陣列目標(biāo)逆向優(yōu)化,數(shù)值驗(yàn)證 81

    Ex60e: 對孔徑的形狀、陣列目標(biāo)逆向優(yōu)化,內(nèi)置函數(shù) 81Ex61: 對加速模型評估的優(yōu)化 82

    Ex62: 具有微小缺陷的線性光柵 82Ex62a: 平面波光柵,小的遮光片的影響 85

    Ex62b: 平面波光柵,第二個(gè)光柵的影響 85Ex63: 比爾定律與CO2增益的比較 85

    Ex64: 采用單孔徑的透鏡陣列 85Ex65: 非相干成像與光學(xué)傳遞函數(shù)(OTF) 85

    Ex66: 屋脊反射鏡與角立方體 86Ex67: 透鏡和激光二極管陣列 87

    Ex67a: 六邊形透鏡陣列 88Ex67b: 矩形透鏡陣列 88

    Ex67c: 透鏡陣列用于光學(xué)積分器 88Ex67d: 矩形柱透鏡 88

    Ex67e: 焦距為25cm的微透鏡陣列 88Ex67f: 兩個(gè)透鏡陣列創(chuàng)建1:1的離焦成像器 88

    Ex67g: 透鏡組對光纖陣列進(jìn)行準(zhǔn)直 88Ex67h: N×N的激光二極管陣列,高斯型包絡(luò)面 88

    Ex68: 帶有布儒斯特窗的諧振腔 88Ex68a: 通過JSURF命令設(shè)置偏振的諧振腔,工作波長為1μ 89

    Ex68b: 通過JSURF命令設(shè)置偏振的諧振腔,工作波長為100μ 89Ex69: 速率方程與瞬態(tài)響應(yīng) 89

    Ex69a: 速率方程增益與模式競爭 89Ex69b: 紅寶石激光的速率方程增益 92

    Ex69c: 速率方程與單步驟 92Ex69d: 半導(dǎo)體增益 92

    Ex69e: 三能級系統(tǒng)的增益,單一上能級態(tài) 93Ex69f: 速率方程的數(shù)值舉例 93

    Ex69g: 單能級和三能級增益的數(shù)值舉例 93Ex69h: 紅寶石激光的速率方程 93

    Ex69i: 一般的三能級激光系統(tǒng)的速率方程 93Ex69j: 穩(wěn)態(tài)速率方程的解 93

    Ex69k: 多步驟的單能級和三能級激光的速率方程 93Ex70: Udata命令的顯示 93

    Ex71: 紋影系統(tǒng) 94Ex72: 測試ABCD等價(jià)系統(tǒng) 94

    Ex73: 動(dòng)態(tài)存儲測試 95Ex74: 關(guān)于動(dòng)態(tài)存儲分布更多的檢驗(yàn) 95

    Ex75: 錐面鏡 95Ex75a: 無焦錐面鏡,左出左回 95

    Ex75b: 光束回射時(shí)無焦錐面鏡發(fā)生偏移,左出左回 97Ex75c: 左右相反方向的無焦錐面鏡 97

    Ex75d: 無焦錐面鏡,位置偏移較大 98Ex75e: 內(nèi)置聚焦錐面鏡的穩(wěn)定諧振腔

    。。。。。。。。

    新書《精通LASCAD 3.6》推出

    目  錄

    第一章 LASCAD簡介 1

    1.1 創(chuàng)始人簡介 1

    1.2 主要功能 1

    1.3 主要客戶 1

    第二章 LASCAD的安裝、啟動(dòng)以及系統(tǒng)要求 4

    2.1 LASCAD的安裝 4

    2.2 LASCAD的啟動(dòng) 4

    2.3 LASCAD對于系統(tǒng)的配置要求 5

    第三章 計(jì)算方法 6

    3.1 復(fù)高斯模式算法 6

    3.2 有限元分析法(FEA) 6

    3.3 基于光束傳輸程序的物理光學(xué)代碼(BPM) 6

    第四章 LASCAD的各窗口 8

    4.1 參數(shù)區(qū)窗口(Parameter Field) 8

    4.1.1 X平面參數(shù)(x-Plane Parameter) 8

    4.1.2 Y平面參數(shù)(y-Plane Parameter) 9

    4.1.3 光欄(Apertures) 9

    4.1.4 常規(guī)參數(shù)(General) 10

    4.1.5 光斑尺寸 10

    4.1.6 參數(shù)區(qū)(Parameter Field)窗口版面 11

    4.2 高斯模式圖窗口 11

    4.2.1 移動(dòng)、插入和清理元件 13

    4.3 主窗口(LASCAD) 14

    4.3.1 下拉菜單 14

    4.3.1.1 文件(File) 14

    4.3.1.2 打。≒rint) 14

    4.3.1.3 打印到文件(Print to File) 15

    4.3.1.4 復(fù)制到剪切板(Copy to Clipboard) 15

    4.3.1.5 視圖(View) 15

    4.3.1.6有限元分析(FEA) 16

    4.3.1.7 CW激光功率(CW Laser Power) 16

    4.4 新項(xiàng)目窗口(New Project) 17

    4.4.1 駐波諧振腔選項(xiàng):(Standing Wave Resonator) 17

    4.4.2 環(huán)形諧振腔選項(xiàng):(Ring Resonator) 17

    4.4.3 光外部束選項(xiàng):(Option: External Beam) 18

    第五章 FEA分析簡介 19

    5.1  FEA分析基本原理 19

    5.2 晶體、泵浦光束和材料參數(shù)窗口(Crystal, Pump Beam, and Material Parameters) 19

    5.2.1 模型(Models) 19

    5.2.2 泵浦光(Pump Light) 20

    5.2.3 邊界條件(Boundaries) 28

    5.2.4 材料參數(shù)(Material parameters) 28

    5.2.5 摻雜濃度和材料參數(shù)(Doping & Materials) 30

    5.2.6 有限元分析選項(xiàng) (FEA Options) 30

    5.3 泵浦光分布窗口(Pump Profile) 32

    5.4 二維數(shù)據(jù)模型和拋物線擬合窗口(2D Date Profile and Parabolic Fit) 32

    5.5 三維視圖窗口(3D Visualizer) 35

    第六章 基于ABCD矩陣的穩(wěn)定性分析 37

    6.1 穩(wěn)定性圖表和穩(wěn)定性判據(jù)窗口(Stability Diagram and Stability Criterions) 37

    6.2 在拖動(dòng)條處的光束參量窗口(Beam Parameters at Drag Bar Position) 38

    6.3 外部光束的入射條件窗口(Starting Conditions of External Beam) 39

    6.4 高斯模式分布窗口(Gaussian Mode Profile) 40

    6.5 波前彎曲窗口(Window:Curvature of Phase Front) 41

    第七章 激光器輸出功率分析 42

    7.1 激光輸出功率窗口(Laser Power Output) 42

    7.2 準(zhǔn)三能級激光器的參數(shù)窗口(Parameters for Quasi-3-Level Lasers) 46

    第八章 動(dòng)態(tài)多模分析(Dynamic Multimode Analysis (DMA)) 48

    8.1 簡介 48

    8.2 多模速率方程 48

    8.3 光欄和變反射率的反射鏡 50

    8.4 激光輸出功率 51

    8.5 光束質(zhì)量(Beam Quality) 52

    8.6  Q開關(guān)分析(Q-Switch Analysis) 53

    8.6.1 脈沖形狀 54

    8.7 動(dòng)態(tài)多模分析代碼的圖像用戶界面(The GUI of the DMA Code) 55

    8.7.1 高斯模式選項(xiàng)(Tab "Gaussian Modes") 55

    8.7.2 速率方程選項(xiàng)(Tab "Rate Equations") 56

    8.7.3 連續(xù)操作(Tab “CW Operation”) 57

    8.7.4 Q開關(guān)選項(xiàng)(Tab "Q-switch") 57

    8.7.5 光欄選項(xiàng)(Tab "Apertures") 58

    8.7.6 目錄和文件管理 60

    第九章 光束傳輸程序(Beam Propagation Method (BPM)) 62

    9.1 光束傳輸程序窗口(Beam Propagation Method) 62

    9.2 腔迭代時(shí)的光束半徑和激光功率(Beam Radius and Laser Power versus Cavity Iteration) 64

    9.3 腔迭代時(shí)的光束質(zhì)量窗口(Beam Quality versus Cavity Iteration) 65

    9.4 右端反射鏡上的強(qiáng)度和相位窗口(Intensity and Phase at Right End Mirror) 65

    9.5本征頻率光譜窗口(Spectrum of Eigenfrequencies) 66

    9.6 本征模窗口(Eigenmodes) 66

    9.7 光束傳輸程序(BPM)代碼窗口 66

    第十章 綜合案例 68

    10.1含端面泵浦棒的激光諧振腔模擬 68

    10.2 含側(cè)面泵浦棒的激光諧振腔模擬 92

    10.3 Yb:YAG薄片激光器模擬 119

    10.4 Yb:YAG薄片激光器動(dòng)態(tài)多模分析和調(diào)Q運(yùn)轉(zhuǎn)模擬 133

    附錄A 吸收系數(shù)的計(jì)算 146

    附錄B 演示(demo)版的限制 149

    附錄C 不同版本數(shù)LASCAD的新功能 150

    有興趣可以掃碼加微聯(lián)系

     
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