采用球面反射鏡構(gòu)造了一個共焦非穩(wěn)腔，該結(jié)構(gòu)與Siegman和Miller描述的結(jié)構(gòu)一致[1]。該諧振腔的準(zhǔn)直菲涅爾數(shù)和等量菲涅爾數(shù)分別為：

   (11.1)

其中，a是孔徑半徑，L為腔長，λ為波長，M是準(zhǔn)直倍率。相應(yīng)的參數(shù)數(shù)值為:L=90cm，a=0.3cm，M=2，λ=10μ。帶入后計(jì)算得：Nc=2，Neq=0.75。

 

激光在腔中來回一次后，分布的單位是初始時(shí)的兩倍。要開始另一次來回傳輸，單位需要縮放到原來的單位，根據(jù)Siegman和Miller理論，每個來回?fù)p耗大約為44%。

 

GLAD的計(jì)算與該理論相符甚好。

參考文獻(xiàn)

 

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 諧振腔參數(shù)

----------------------------------------

等效菲涅爾數(shù)   0.5

放大倍率     2

腔長       90cm

孔徑1半徑    0.3cm

孔徑2半徑   0.6cm

-----------------------------------------

 

## ENEGY/GNORM 歸一化每一次傳遞之后的光束能量為分配的值

## pass_number變量是為了計(jì)數(shù)宏運(yùn)行次數(shù)，同時(shí)作為標(biāo)題輸入?yún)?shù)

##變量stop用于測試收斂，并將值傳遞到if語句以退出宏

###變量field_radius用于在宏結(jié)束后初始化數(shù)組并重新調(diào)整場半徑 

variable/dec/int pass_number     # 聲明pass_number變量為整數(shù)

variable/dec/int STOP TEST      # 聲明確定收斂的開關(guān)

 

####定義一個宏，它是一系列命令，通過空腔表示一個循環(huán)

macro/def conres/over  # 聲明宏conres /新信息覆蓋舊信息

pass_number = pass_number + 1 list #增量計(jì)數(shù)器

clap/cir/no 1 .3            # 孔徑1 定義

mirror rad=180            # 凸面反射鏡，曲率半徑r=180

prop 90               # 向后傳播90cm

mirror rad=360.            # 凹面鏡

clap/cir/no 1 .7            # 孔徑2定義

prop 90 # 向前傳播90cm

variable/set Energy 1 energy      # 將光束的能量存在變量Energy

write/screen/on # 寫屏

udata/set pass_number pass_number Energy-1 #儲存光束能量的變化量

gain/converge/test ibeams=1 nstore=STOP # store convergence test in STOP #

gain/eigenvalue/show 1 # 顯示本征值

energy/norm 1 1 #光束能量進(jìn)行歸一化

if STOP macro/exit # 條件退出 

if [!TEST] then #TEST值為0， 執(zhí)行語句

title resonator mode pass = @pass_number 

plot/l xrad=.75 

endif

macro/end

 

###初始化變量

pass_number = 0 # 往返次數(shù)初始化為0 #

field_radius = 1.6 #調(diào)整場半徑

 

c##建立初始單位和高斯場分布

array/set 1 128 #設(shè)置矩陣為128*128

units/field 1 field_radius # 定義單位

wavelength/set 1 10. # 定義波長

gain/converge/set eps1=.005 eps2=.001 npoints=3 #能量收斂準(zhǔn)則的分?jǐn)?shù)變化設(shè)置

 

c#調(diào)用宏請求最多30個傳遞，并在收斂條件下退出

gain/eigenvalue/set 1 

plot/screen/pause 3

TEST = 1 

resonator/name conres #設(shè)置諧振腔名字

resonator/eigen/test 1 #尋找本征值

TEST = 0 

pass_number = 0 #往返次數(shù)初始化為0

clear 1 0                 #光束初始化為0

noise 1 1                 #從噪聲開始

resonator/run 30             #宏運(yùn)行30次

title ex 11: energy per step        #設(shè)置圖形的標(biāo)題

plot/watch ex11a_1.plt  #設(shè)置圖形窗口的名稱

plot/udata max=0  #設(shè)置橫坐標(biāo)范圍

 

###繪制匯聚場分布

title ex 11: resonator pass no. @pass_number #設(shè)置圖形的標(biāo)題

plot/watch ex11a_2.plt       #設(shè)置圖形窗口的名稱

plot/liso 1 xrad=.75 ns=64      

obs 1 .3              

title ex 11: outcoupled beam    #設(shè)置圖形窗口的名稱

plot/watch ex11a_3.plt       

plot/liso 1 xrad=.75 ns=64     

 

c##應(yīng)用透鏡并傳播到遠(yuǎn)場

lens/sph 1 100          

prop 100             

title ex 11: far-field pattern #設(shè)置圖形窗口的名稱,畫出遠(yuǎn)場模式

plot/watch ex11a_4.plt       

plot/liso 1 ns=64         

 

c###生成環(huán)圍功率表

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

 

圖1.刮刀鏡鏡前會聚橫模

 

 

圖2.單程能量損失圖

 

圖3

 

 

圖4.刮刀鏡鏡后會聚橫模

 

 

圖5.準(zhǔn)直諧振腔的遠(yuǎn)場分布

 

 

圖6.使用PIB命令的包圍圓能量曲線