采用球面反射鏡構造了一個(gè)共焦非穩腔，該結構與Siegman和(hé)Miller描述的結構一緻[1]。該諧振腔的準直菲涅爾數(shù)和(hé)等量菲涅爾數(shù)分别為(wèi)：
 (11.1)
其中，a是孔徑半徑，L為(wèi)腔長，λ為(wèi)波長，M是準直倍率。相應的參數(shù)數(shù)值為(wèi):L=90cm，a=0.3cm，M=2，λ=10μ。帶入後計(jì)算(suàn)得(de)：Nc=2，Neq=0.75。
激光在腔中來(lái)回一次後，分布的單位是初始時(shí)的兩倍。要開(kāi)始另一次來(lái)回傳輸，單位需要縮放到原來(lái)的單位，根據Siegman和(hé)Miller理(lǐ)論，每個(gè)來(lái)回損耗大(dà)約為(wèi)44%。
GLAD的計(jì)算(suàn)與該理(lǐ)論相符甚好。
參考文獻
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)
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等效菲涅爾數(shù) 0.5
放大(dà)倍率 2
腔長 90cm
孔徑1半徑 0.3cm
孔徑2半徑 0.6cm
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## ENEGY/GNORM 歸一化每一次傳遞之後的光束能量為(wèi)分配的值
## pass_number變量是為(wèi)了計(jì)數(shù)宏運行(xíng)次數(shù)，同時(shí)作(zuò)為(wèi)标題輸入參數(shù)
##變量stop用于測試收斂，并将值傳遞到if語句以退出宏
###變量field_radius用于在宏結束後初始化數(shù)組并重新調整場(chǎng)半徑
variable/dec/int pass_number # 聲明(míng)pass_number變量為(wèi)整數(shù)
variable/dec/int STOP TEST # 聲明(míng)确定收斂的開(kāi)關
####定義一個(gè)宏，它是一系列命令，通(tōng)過空(kōng)腔表示一個(gè)循環
macro/def conres/over # 聲明(míng)宏conres /新信息覆蓋舊(jiù)信息
pass_number = pass_number + 1 list #增量計(jì)數(shù)器(qì)
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 # 向後傳播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 # 将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 #光束能量進行(xíng)歸一化
if STOP macro/exit # 條件退出
if [!TEST] then #TEST值為(wèi)0， 執行(xíng)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(wèi)0 #
field_radius = 1.6 #調整場(chǎng)半徑
c##建立初始單位和(hé)高(gāo)斯場(chǎng)分布
array/set 1 128 #設置矩陣為(wèi)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 #能量收斂準則的分數(shù)變化設置
c#調用宏請(qǐng)求最多(duō)30個(gè)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(wèi)0
clear 1 0 #光束初始化為(wèi)0
noise 1 1 #從噪聲開(kāi)始
resonator/run 30 #宏運行(xíng)30次
title ex 11: energy per step #設置圖形的标題
plot/watch ex11a_1.plt #設置圖形窗口的名稱
plot/udata max=0 #設置橫坐(zuò)标範圍
###繪制(zhì)彙聚場(chǎng)分布
title ex 11: resonator pass no. @pass_number #設置圖形的标題
plot/watch ex11a_2.plt #設置圖形窗口的名稱
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64
obs 1 .3
title ex 11: outcoupled beam #設置圖形窗口的名稱
plot/watch ex11a_3.plt
plot/liso 1 xrad=.75 ns=64
c##應用透鏡并傳播到遠場(chǎng)
lens/sph 1 100
prop 100
title ex 11: far-field pattern #設置圖形窗口的名稱,畫(huà)出遠場(chǎng)模式
plot/watch ex11a_4.plt
plot/liso 1 ns=64
c###生(shēng)成環圍功率表
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(huì)聚橫模
圖2.單程能量損失圖
圖3
圖4.刮刀鏡鏡後會(huì)聚橫模
圖5.準直諧振腔的遠場(chǎng)分布
圖6.使用PIB命令的包圍圓能量曲線
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