1. 啟動(dòng)LASCAD并定義一個(gè)簡單激光腔

?選擇Start/Programs/LASCAD/Lascad啟動(dòng)LASCAD，

?定義一個(gè)工作目錄，

?點(diǎn)擊“OK”，打開LASCAD主窗口，

?點(diǎn)擊最左邊的工具欄上的“New Project”按鈕或者執(zhí)行菜單項(xiàng)“File”，

?將“Number of Face Elements”增加到4，

?輸入適當(dāng)?shù)牟ㄩL并保持其它默認(rèn)設(shè)置不變，

?點(diǎn)擊“OK”。

現(xiàn)在你可以看到在頂部的LASCAD的主菜單和在它下面的另外兩個(gè)窗口，一個(gè)標(biāo)題為“Standing Wave Resonator”，另一個(gè)是“Parameter Field”，如圖1所示。上面的窗口顯示了有四個(gè)元件的簡單腔的模式圖，下面的窗口顯示腔的參數(shù)。在元件編號(hào)下面的縱行顯示的是該元件的參數(shù)，比如每個(gè)反射鏡的曲率半徑，在行標(biāo)簽“Type-Param”里顯示。想要改變?cè)愋停梢灾苯邮褂迷幪?hào)下面的下拉框，你可以選擇反射鏡、介質(zhì)界面和透鏡。元件編號(hào)之間的縱行里顯示的參數(shù)定義了各元件之間的空間的特性，例如折射率，或者由拋物線折射率分布的二次微分導(dǎo)出的“Refractive Parameter”。關(guān)于這個(gè)窗口中其它的功能，例如如何插入或者清除一個(gè)元件，你可以在快速瀏覽第三部分或者手冊(cè)里面找到。

圖1

2．定義并分析一個(gè)側(cè)面泵浦棒

2.1 選擇晶體類型和泵浦結(jié)構(gòu)

點(diǎn)擊LASCAD主窗口的菜單項(xiàng)“FEA/Parameter Input & Start of FEA Code”，打開題為“Crystal，Pump Beam and Materials Parameters”的窗口，如圖2所示。注意六個(gè)標(biāo)簽，用于定義不同類型的參數(shù)。

通過標(biāo)簽“Models”下面的列表可以選擇不同的晶體和泵浦結(jié)構(gòu)，我們選擇“Side pumped cylindrical rod”。

在這個(gè)窗口的底部可以定義棒的尺寸，這個(gè)例子里，我們輸入棒長16mm、直徑3mm，如圖2所示。為了研究程序是如何工作的，建議在做第一次試驗(yàn)的時(shí)候使用較短的棒尺寸，這樣計(jì)算時(shí)間比較可靠。

圖2

2.2 定義泵浦光分布

選擇標(biāo)簽“Pump Light”，打開如圖3所示的窗口，有如下條目用于定義泵浦結(jié)構(gòu)：空間設(shè)置、二極管特性、液流管道等。

我們采用一個(gè)圓柱形的液流管道包圍在棒的外面，在棒和管道之間是冷卻液，管道外面是一個(gè)反射腔。

圖3

“Total incident pump power”是從二極管聚集到棒上的總功率。

“Inner radius of flow tube”和“Outer radius of flow tube”分別是液流管道的內(nèi)半徑和外半徑。如果你的模型里沒有液流管道，將外徑和內(nèi)徑設(shè)置得很接近，并將液流管道的折射率設(shè)成和液體的折射率一樣。

“Radius of cylindrical reflector”是圓柱反射腔的半徑，圓柱反射腔用來將第一次通過棒的泵浦光再反射回棒里面。

“Distance of reflector from rod axis”不一定要和反射腔的半徑完全一致，例如反射腔可以是平面的，當(dāng)然在大部分情況下是相同的。如果沒有反射腔，這一項(xiàng)的參數(shù)可以設(shè)置很大的數(shù)值。

如果你有很多組的二極管在棒周圍，那么“Lenth of diode bars”和“Number of diode groups along rod axis”這兩項(xiàng)的意義取決于二極管的排列。

如果二極管的放置是沿著光發(fā)射的方向，也就是平行于棒軸，在“Length of diode bars”中輸入這一排的長度，在“Number of diode groups along rod axis”中輸入1。

如果二極管組的放置是有一定偏轉(zhuǎn)角度的，如圖4所示是沿著棒放置三組二極管的結(jié)構(gòu)的泵浦光分布，在“Length of diode bars”中輸入二極管的物理長度，“Number of diode groups along rod axis”中輸入二極管組的數(shù)目。在圖4中，每一組二極管由三個(gè)二極管條組成，并對(duì)稱的安排在棒的周圍。偏轉(zhuǎn)角為60°。總的來說，如果棒周圍的一組二極管數(shù)目為n，那么偏轉(zhuǎn)角就是360°/2n。

圖4

“The number of irradiation directions”由棒周圍的二極管數(shù)量決定，假定對(duì)沿著棒軸的所有二極管組此數(shù)值都是不變的。

“Angle between irradiation directions”是與棒軸垂直的平面里相鄰二極管光束構(gòu)成的角度，假定所有相鄰光束間的角度是一樣的。當(dāng)然，二極管也并不一定要像圖4所示那樣在棒周圍對(duì)稱放置，例如你可以將兩個(gè)二極管這樣放置，使其光束成90°角，也就是相對(duì)于x軸正向，一個(gè)沿45°放置，一個(gè)沿-45°放置。

“Fast axis FWHM of diodes, degrees”(半高全寬角度)通常會(huì)在二極管的數(shù)據(jù)單中詳細(xì)說明。

“Wavelength of pump light”和“Refractive index of crystal at pump wavelength”的意義就不解自明了，是用來計(jì)算通過棒的泵浦光的路徑的。

“x-coordinate of pump beam intersection point”可以用來定義該點(diǎn)對(duì)于棒軸的微小位移（不大于棒直徑的百分之幾），這在不對(duì)稱照射的情況下是需要用的。

在慢軸方向上，我們假設(shè)泵浦光為超高斯平頂分布，假設(shè)泵浦光線在與棒軸垂直的平面上傳播。慢軸的發(fā)散可以近似考慮成增加了二極管條長度上的入口。

在快軸方向上泵浦光傳播的形狀可以用高斯ABCD定律來計(jì)算，快軸上泵浦光的發(fā)散角可以用這個(gè)式子來計(jì)算：

快軸輪廓假定是超高斯形的，也就是說垂直棒軸的強(qiáng)度分布假定是與

成比例的，這里的σ取決于與二極管晶片表面的距離。

點(diǎn)擊按鈕“Show Pump Beam”(在圖3左下)，可以在模式圖窗口看到泵浦光的快軸形狀，如圖5所示，光束是沿垂直棒軸的方向傳播的。

圖5顯示的是泵浦光從二極管晶片表面（元件0）開始傳播，經(jīng)過液流管道（元件1到2），液體（元件2到3），棒（元件3到4），又一次經(jīng)過液體和液流管道（元件4到6）；然后被元件7反射，反射回來之后泵浦光又一次在液流管道和液體以及棒中傳播（元件10到11）。

圖5

在計(jì)算快軸的形狀時(shí)，要考慮到晶體、液流管道和反射腔的曲率和折射率。因?yàn)楦咚苟梢舶吮闷止獾南嚓P(guān)性，這可以使得在計(jì)算棒中傳播的第一段路徑時(shí)，得到比光線追蹤編碼方法更好的結(jié)果。在經(jīng)過一個(gè)更高編號(hào)的元件之后，精確度會(huì)下降，因?yàn)榍蛐位儾辉诟咚苟傻目紤]之中。

點(diǎn)擊按鈕“Show Pump Light Distribution”(圖3右下方)打開圖6所示的窗口“Pump Beam Profile”。

移動(dòng)圖下面的滑塊不會(huì)改變泵浦的形狀，因?yàn)橐呀?jīng)假定其沿棒軸不變。但是如果你把滑塊移到棒的泵浦區(qū)域以外，吸收能量密度就會(huì)消失。

圖6

2.3 定義棒的冷卻

點(diǎn)擊標(biāo)簽“Boundaries”，打開如圖7所示的窗口。

圖7

這些條目可以單獨(dú)定義棒的各個(gè)表面的冷卻條件。

你可以選擇冷卻接觸的是固體或者液體，對(duì)于后者我們?cè)龠x中“Fluid Cooling”。

在第一種情況下表面溫度是恒定不變的，由方框“Temperature ,K”里面的數(shù)值確定，第二種情況下后面一個(gè)數(shù)值定義了液體的體積溫度。

在液冷的情況下還有一個(gè)薄膜系數(shù)（圖7最下面一行）需要定義，這個(gè)描述了固體和液體表面的熱傳遞。在LASCAD手冊(cè)的6.10.3中有詳述。

條目“Reference temperature”是用來計(jì)算形變的，用來與加熱之前的晶體溫度相適配。

當(dāng)邊緣溫度是用開氏溫標(biāo)定義的時(shí)候，加入修正值是很重要的。

冷卻液不一定要延伸到管道的整個(gè)長度，因?yàn)橛行┑胤經(jīng)]有用來側(cè)面泵浦。填入“Surface extends from z=…”這一行的條目可以用來定義冷卻表面準(zhǔn)確的起點(diǎn)和終點(diǎn)。如圖7所示的情況，冷卻表面是從z=2mm開始，到z=14mm結(jié)束的，而總長16mm的棒的兩端都沒有冷卻。坐標(biāo)系的原點(diǎn)位于棒左端表面的中心。

在側(cè)面泵浦的情況中，棒的兩端冷卻是不需要的。

2.4 定義材料參數(shù)

選擇標(biāo)簽“Material Param”，打開如圖8所示的窗口。

這個(gè)條目是不言自明的，吸收系數(shù)用來描述泵浦光束的指數(shù)衰減，依照公式

計(jì)算，這是由于泵浦光子的吸收所引起的，由晶體的摻雜水平所決定，詳細(xì)描述見手冊(cè)附錄。

圖8

在窗口偏下的地方，可以定義更為精密復(fù)雜的情況，比如由材料參數(shù)決定溫度或者由兩種不同材料組成固體，在手冊(cè)6.10.4部分有詳述。

你可以把材料參數(shù)保存在文件中，以備以后在新方案中使用。

2.5 定義復(fù)合材料

選擇標(biāo)簽“Doping & Mats.”，打開如圖9所示的窗口。

在側(cè)面泵浦的情況下，通常不使用由摻雜和非摻雜兩種材料構(gòu)成的激光介質(zhì)，所以圖9中所示的條目中填零或很大的數(shù)字。

在指南1中有端帽為非摻雜的端面泵浦棒的一個(gè)例子。

窗口的出現(xiàn)取決于在窗口“Material Param”中的選項(xiàng)。

圖9

2.6 定義控制FEA 計(jì)算程序的選項(xiàng)

選擇標(biāo)簽“FEA Options”，打開如圖10所示的窗口。FEA代碼用規(guī)則矩形劃分晶體，并用小的不規(guī)則元與晶體的邊界相連。

“Mesh size in x-and y-direction”意思是垂直于晶軸的體元的邊界長度。

“Mesh size in z-direction”意思是沿晶軸方向的體元的邊界長度。

圖10

點(diǎn)擊“Estimated number of elements”，得到隨機(jī)存儲(chǔ)器中用來運(yùn)行計(jì)算的信息。可以應(yīng)用下面的拇指定律：如果你有n個(gè)元件，你的計(jì)算機(jī)中應(yīng)該有大于2*n/1000MB容量的隨機(jī)存儲(chǔ)器，否則要與硬盤交換數(shù)據(jù)，程序運(yùn)行會(huì)而變得很慢。（你可以用windows的任務(wù)管理器來決定當(dāng)前可用的空余隨機(jī)存儲(chǔ)器的數(shù)量：在WinNT/2K/XP 系統(tǒng)下按Ctrl-Alt-Del，選中彈出的窗口任務(wù)管理器，打開“System Performance”標(biāo)簽，在“Physical Memory”方框內(nèi)，“available”那行顯示的就是當(dāng)前可用的隨機(jī)存儲(chǔ)器，單位千字節(jié)。）

條目“Convergence limits”控制迭代計(jì)算程序的收斂，在熱分析時(shí)，默認(rèn)值是1.0E-7，就是說如果最高溫度的前七位數(shù)字沒有變化，就停止編碼。在結(jié)構(gòu)分析時(shí)的邊界限定與節(jié)點(diǎn)位移的最大絕對(duì)值有關(guān)。

不考慮收斂邊界的話，當(dāng)?shù)螖?shù)超過輸入到“Maximum number of iterations”里的數(shù)字時(shí)，迭代過程也就停止了。

輸入框“Directory for output of FEA results”是用來定義FEA編碼文件存儲(chǔ)的路徑的，默認(rèn)設(shè)置是在工作目錄的子目錄FEA下。

輸入框“Position of cutting plane perpendicular to z-axis”用來放置垂直于z軸的切面，可以通過3D觀測(cè)器來觀察晶體內(nèi)部的物理量的分布，這個(gè)在下一節(jié)詳細(xì)描述。如果此項(xiàng)輸入為零，切面為沿著棒軸方向，垂直y軸。如果輸入為大于零小于棒長，切面為垂直棒軸。

如果輸入為大于棒長，那么顯示整個(gè)晶體。

圖11 

圖12

使用按鈕“Apply and run FEA”可以將輸入的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成內(nèi)部變量，并開始FEA編碼，

這時(shí)，會(huì)彈出窗口“Finite Element Analysis”，顯示當(dāng)前運(yùn)行的迭代次數(shù)。另外，這個(gè)窗口中還顯示了熱分析時(shí)的最高溫度和結(jié)構(gòu)分析時(shí)的最大絕對(duì)節(jié)點(diǎn)位移。計(jì)算結(jié)束時(shí)會(huì)出現(xiàn)信息提示“FEA finished successfully”，點(diǎn)擊“OK”按鈕結(jié)束該對(duì)話。

請(qǐng)注意，對(duì)于很大數(shù)量的單元，F(xiàn)EA的初始化和生成網(wǎng)格需要一定的時(shí)間。

2.7 FEA 的可視化結(jié)果

LASCAD提供兩個(gè)工具以觀察FEA結(jié)果。

2.7.1 三維觀察器

在LASCAD主菜單里點(diǎn)擊“FEA/3D Visualizer”可以看到FEA結(jié)果的三維圖，這是一個(gè)基于OpenGL的易于操控的三維觀察器。例子中的熱負(fù)載和溫度分布的三維觀察器分別如圖11和12所示。圖中顯示了從z＝0到z＝8mm的垂直棒軸的切面的分布，后面一個(gè)值是先前填到注冊(cè)卡“FEA Options”中的“Position of cutting plan…”方框里的值。

2.7.2 二維數(shù)據(jù)圖和拋物線fit

我們也可以顯示沿z軸的不同位置的二維數(shù)據(jù)圖，點(diǎn)擊LASCAD主菜單中的條目“FEA/2D Data Profiles and Parabolic Fit”，使用第二個(gè)工具。

圖13

一個(gè)路徑對(duì)話框會(huì)彈出，你可以選擇用于存儲(chǔ)FEA計(jì)算結(jié)果的路徑。保持默認(rèn)值，點(diǎn)擊按鈕“Open Fit Window”，窗口“2D Data Profiles and Parabolic Fit”彈出，如圖13所示，它顯示了FEA計(jì)算結(jié)果的橫向剖面圖。使用窗口右上方的下拉框，選擇沿晶軸方向的位置，來顯示該位置的橫向溫度剖面圖。可選的位置是相應(yīng)于FEA的網(wǎng)格劃分的。在圖13中，選擇了z=8，在“FEA Data”方框中的控制框“Show Item”可用于顯示其它量的剖面圖，比如泵浦光的分布。

2.8 計(jì)算高斯模

用高斯模運(yùn)算法則來處理FEA計(jì)算結(jié)果，由溫度感應(yīng)出的折射率和棒端面的形變必須作光軸橫向的拋物線擬合。

“Range of Fit”必須預(yù)先定義，該參數(shù)是取決于所希望的模的光斑尺寸，通常是比晶體半徑小很多的，我們選擇0.8作為擬合范圍。

按下窗口“2D Data Profiles and…”中的按鈕“Compute Fit”，進(jìn)行如圖14所示的拋物線擬合，紅線是拋物線，藍(lán)線是FEA的計(jì)算結(jié)果。如果兩種線很好地交迭，則說明在當(dāng)前情況下用FEA計(jì)算出的溫度分布是非常接近拋物線的。

圖14

擬合是對(duì)沿晶軸的所有由FEA網(wǎng)格程序生成的小單元得到的，也就是說晶體被細(xì)分為一系列自聚焦透鏡，每一個(gè)透鏡都有各自的拋物線形的折射率分布。最左邊的網(wǎng)格的左端面和晶體的左端面重合，同樣最右邊的網(wǎng)格的右端面也和晶體的右端面重合。這些端面的形變也被考慮了，通過擬合它們的球面象散的半徑曲線來實(shí)現(xiàn)。

此外，你可以使用窗口右下角的下拉框來顯示沿z軸不同位置的擬合曲線，各個(gè)擬合的不同拋物線參數(shù)顯示在“Parab. Coeff”框里面，另外，它們也被寫入文件FIT.dat，存儲(chǔ)在FEA 子目錄下。

2.9 在模式圖中插入晶體

按住ALT鍵同時(shí)點(diǎn)擊模式圖的元件1和元件2之間的區(qū)域以插入一個(gè)棒，這時(shí)模式圖上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)黃色的元件，代表熱透鏡晶體。元件1和元件2的表面也被分別修改為晶體的左右端面；而且它們之間的距離也被調(diào)整為晶體的長度。為了計(jì)算模形狀，每個(gè)FEA網(wǎng)格的ABCD矩陣和晶體端面的形變也通過算得的拋物線系數(shù)建立好了，并同腔端面的反射鏡矩陣相結(jié)合。然后所有的矩陣就可以相乘計(jì)算得到來回全程的ABCD矩陣，最后得到如圖15所示的高斯基模形狀。

圖15

3．修改腔參數(shù)

想要修改一個(gè)如圖15所示的由一個(gè)棒和兩個(gè)反射鏡構(gòu)成的諧振腔的結(jié)構(gòu)參數(shù)，LASCAD提供了很多工具。

你可以直接用圖下面的兩個(gè)箭頭來縮短和伸長模式圖。你可以點(diǎn)住末端的反射鏡然后用鼠標(biāo)拖動(dòng)它們。黃色的代表晶體的符號(hào)也可以用鼠標(biāo)來拖動(dòng)。

要插入一個(gè)附加的元件，可以按住SHIFT鍵同時(shí)點(diǎn)擊模式圖上你想要插入元件的地方，窗口“Insert Element”會(huì)彈出，在這個(gè)窗口里你可以定義元件的類型、焦距或者曲率半徑等。（附加信息參見手冊(cè)或者指南1）為了清除一個(gè)元件，把鼠標(biāo)放在元件上，按下CTRL鍵，然后按鼠標(biāo)左鍵。熱透鏡也可以用這種方法清除。

端面反射鏡的曲線也可以修改，通過改變?cè)诖翱凇癙arameter Field”中的“Type-Param”行里的相關(guān)條目即可。

另一個(gè)可以改變參數(shù)的操作如下：點(diǎn)擊窗口“Parameter Field”中的某一個(gè)框，然后移動(dòng)模式圖下面的滑塊，可以改變相關(guān)參量，正如在手冊(cè)和快速漫游中描述的。要想研究熱透鏡效應(yīng)對(duì)泵浦能量的依賴，如下所述：點(diǎn)擊“Parameter Field”窗口中的標(biāo)簽“General”，然后在“Pump power for rescaling”框中輸入新的數(shù)值，所有的熱效應(yīng)都是在原始泵浦能量和輸入值之間按比例線性調(diào)節(jié)的。

其它的工具在LASCAD手冊(cè)中有講述。

4．用于分析激光腔特性的工具

LASCAD提供了一些用于分析激光腔特性的工具，其中的一些會(huì)在下面的例子中解釋。

4.1 分析激光腔的穩(wěn)定性

在如圖15所示的窗口中，你可以在窗口標(biāo)題下面的一行里看到復(fù)選框“Show Stability Diagram”，選中打開如圖16所示的窗口“Stability Diagram”。

點(diǎn)擊按鈕“Plot”，顯示目前諧振腔結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在這個(gè)圖表中紅色十字符號(hào)的位置代表腔的穩(wěn)定性。如果你要改變腔的參數(shù)，比如一個(gè)反射鏡的曲率，再次點(diǎn)擊按鈕畫第二個(gè)十字，其所在位置會(huì)顯示參數(shù)修改后產(chǎn)生的影響，你可以繼續(xù)這種方法來畫一系列的十字，最后一個(gè)十字的顏色一直是紅色的，而前面的會(huì)變成藍(lán)色。

一個(gè)重要的問題是腔的穩(wěn)定性依賴于泵浦能量，為了分析這個(gè)，像第三節(jié)那樣調(diào)節(jié)泵浦能量。

選中方框“Show y-plane diagram”，可以附加顯示y平面模的穩(wěn)定性圖表。

圖16

廣義參數(shù)g定義的理論解釋在手冊(cè)的6.5小節(jié)。

4.2 顯示橫向高斯模分布圖

在圖15所示的窗口里，模式圖的上方可以找到可選框“Show Mode Profile”。選中該框以打開窗口“Mode Profile”，如圖17所示。

用鼠標(biāo)點(diǎn)擊模式圖窗口最右邊的垂直品紅色橫條（見圖1），然后移動(dòng)到模式圖中，可以看到拖動(dòng)條所在位置的橫向高斯分布。通過運(yùn)用上下的箭頭控制（窗口右下角），可以顯示高次橫模，并可以估算出被激發(fā)的高次模的概率。

可以在端面泵浦的結(jié)構(gòu)中創(chuàng)建一個(gè)可以同時(shí)顯示橫向泵浦分布和激光橫模分布的圖，該功能也將很快可以應(yīng)用到側(cè)面泵浦的棒上。

圖17

4.3. 輸出激光功率計(jì)算

如圖18所示，點(diǎn)擊LASCAD主窗口中的“Laser Power”菜單選項(xiàng)即可打開“Laser Power Output”窗口。可計(jì)算單模工作和多模工作的輸出激光功率。圖18中繪出了多模工作的輸出激光功率圖。我們先從單模工作的計(jì)算開始。

作為入射泵浦功率的一個(gè)函數(shù)，輸出激光功率可以通過按下“Plot”按鈕開始計(jì)算。按下“Adjust Range”按鈕可以調(diào)整繪出曲線和坐標(biāo)軸限制相適應(yīng)。在計(jì)算過程中，對(duì)熱透鏡作用做了如第三章“Modifying cavity parameters”中描述的線性調(diào)整。使用窗口中右上角的上下控制箭頭可以調(diào)整計(jì)算點(diǎn)的個(gè)數(shù)。

選擇“Plot Mode”頁面中的“Point”選項(xiàng)即可繪出單個(gè)點(diǎn)。

選擇“Definition of x－Axis Variable”頁面中的“Use output mirror reflectivity”選項(xiàng)可以繪出作為出射鏡反射率的一個(gè)函數(shù)的輸出激光功率的曲線。

圖18

考慮到棒橫截面中被激發(fā)的高次橫模，多模工作的輸出激光功率計(jì)算演示如下：

選擇“Parameter Field”窗口中的“Apertures”標(biāo)簽，在元件1和2的“Aperture radius”中輸入對(duì)應(yīng)的棒半徑——1500微米。

選擇“Parameter Field”窗口中的“General”標(biāo)簽打開如圖21所示的窗口。復(fù)選“Use x（y）－plane apertures to define Mx2（My2）”兩個(gè)選框，點(diǎn)擊應(yīng)用，可得到最高橫模的級(jí)數(shù)n＝26。同時(shí)模形圖窗口中的模半徑增加到1500微米。

如圖18所示，復(fù)選“Multimode Operation”選框，將多模工作結(jié)構(gòu)加入到輸出激光功率計(jì)算中。在當(dāng)前情況下，相應(yīng)于橫模重疊的模形圖被近似成一個(gè)帽頂?shù)男螤睿私菩蔚膶挾缺徽{(diào)整為等于受激高次橫模的寬度。在此過程中，考慮到了后者沿諧振腔軸線的寬度變化。現(xiàn)在點(diǎn)擊“Plot”，將會(huì)生成圖18所示的圖形。由于在當(dāng)前設(shè)置下，圖18右側(cè)面板顯示的吸收泵浦功率僅為21W，所以得到的輸出功率不是很高。圖19清楚的給出了激光配置的閾值和斜效率。

如果您反選了“Multimode Operation”選框，您還必須在“Parameter Field”窗口的“General”記錄卡中的“Use TEM0n－Mode，n＝”一欄中將最高橫模級(jí)數(shù)改回成0。

方波可以用來近似脈沖狀態(tài)操作；復(fù)選“Pulsed Operation”選框可以輸入脈沖持續(xù)時(shí)間和脈沖頻率。

圖19

5. 光束傳播編碼（BPM）

拋物線近似和ABCD矩陣碼不能應(yīng)付某些情況。在這些情況下，F(xiàn)EA結(jié)果可以被選作光波光束傳播編碼的輸入。光束傳播編碼可以給出一個(gè)傳播中的波前與高溫?zé)嶙冃尉w的相互作用的完全3D模擬，并且不使用拋物線近似。這里僅給出如何在默認(rèn)設(shè)置下啟用BPM碼的簡短介紹。具體操作讀者請(qǐng)參考使用手冊(cè)。

計(jì)算基模形狀要先在“Parameter Field”窗口中的“General”標(biāo)簽中將橫模級(jí)數(shù)改為0，然后點(diǎn)擊LASCAD主窗口的菜單條中的“BPM/Run BPM”打開如圖20所示的窗口。此窗口中的條目可控制BPM碼的運(yùn)行。

不要改動(dòng)窗口中的默認(rèn)設(shè)置，直接點(diǎn)擊“Run BMP”運(yùn)行BPM碼。此時(shí)兩個(gè)圖形窗口和BPM主窗口一起打開。其中一個(gè)圖形窗口顯示在右端面鏡處的模的分布（圖21），另一個(gè)顯示了隨著諧振腔迭代的增加，光束半徑的收斂（圖22）。

選中圖20所示窗口中的“Use Aperture Settings”選項(xiàng)，可將BPM碼的光圈設(shè)置進(jìn)行調(diào)節(jié)。如果基模的光斑尺寸小于光圈設(shè)置，例如我們正在使用如4.3章節(jié)所做的等于棒半徑的光圈設(shè)置，BPM碼顯示的就是多模工作。圖23給出了一個(gè)顯示多模結(jié)構(gòu)的模的分布的例子。

BPM碼的其它一些特性如動(dòng)態(tài)增益定向很快便可使用。

圖20

圖21

圖22

圖23