指南1：如何計(jì)算(suàn)一個(gè)簡單激光腔中端面泵浦棒的熱透鏡
目錄
1. 啓動LASCAD和(hé)定義一個(gè)簡單激光腔 1
2. 定義和(hé)分析端泵浦的棒 2
2.1. 選擇晶體(tǐ)的類型和(hé)泵浦結構 3
2.2. 定義泵浦光的分布 3
2.3. 定義棒的冷卻 6
2.4. 定義工作(zuò)物質參數(shù) 6
2.5. 定義合成物質 7
2.6. 定義控制(zhì)FEA計(jì)算(suàn)程序的選項 7
2.7. FEA結果的可(kě)視(shì)化 9
2.7.1. 3D觀察器(qì) 9
2.7.2. 2D數(shù)據分布和(hé)抛物線拟合 10
2.8. 高(gāo)斯模的計(jì)算(suàn) 10
2.9. 在模式圖中插入晶體(tǐ) 11
3. 調整腔參數(shù) 12
4. 激光腔特性分析工具 14
4.1. 激光腔穩定性分析 14
4.2. 高(gāo)斯橫模的分布以及與泵浦光分布的重疊顯示 14
4.3. 計(jì)算(suàn)激光功率輸出 15
5. 光束傳輸代碼（BPM） 16
1. 啓動LASCAD和(hé)定義一個(gè)簡單激光腔
選擇 Start/Programs/LASCAD/lascad啓動LASCAD，定義工作(zuò)路徑，單擊“OK”打開(kāi)LASCAD 主窗口，單擊工具欄最左端的“New Project”按鈕或者主菜單上(shàng)的“File”選項，将“Number of Face Elements”設置為(wèi)4，輸入适當的波長，其餘選項保持默認設置，單擊“OK”。
圖1
現在可(kě)以看到LADCAD 的主菜單出現在窗口的上(shàng)方，另外兩個(gè)窗口在下方，其中一個(gè)窗口的标題是“Standing Wave Resonator”，另外一個(gè)的标題是“Parameter Field”，如圖1所示。
上(shàng)方的窗口是有(yǒu)4個(gè)元件的簡單腔的模式圖，下方窗口顯示這個(gè)腔的參數(shù)。在每一個(gè)元件的下面的一列裏顯示這個(gè)元件的參數(shù)，比如在标有(yǒu)“Type-Param”的一例裏顯示每個(gè)鏡的曲率半徑。可(kě)以用标有(yǒu)元件序号的下拉框按鈕來(lái)改變相應元件的類型，可(kě)以選擇Mirror、Dielectric Interface或者Lens類型。每一元件序号下面的列顯示相應的兩元件的空(kōng)間(jiān)屬性，比如折射率、“Refractive Parameter”（表示相應的抛物線型折射率分布的二階導數(shù)）。關于這個(gè)窗口的其他功能的描述可(kě)以在第3節、快速入門(mén)或者使用手冊中找到。
2. 定義和(hé)分析端泵浦的棒
圖2
2.1. 選擇晶體(tǐ)的類型和(hé)泵浦結構
單擊LASCAD 主窗口中的“FEA/Parameter Input & Start of FEA Code”打開(kāi)标題為(wèi)“Crystal, Pump Beam and Materials Parameters”的窗口，如圖2。注意有(yǒu)六個(gè)标簽頁來(lái)定義不同的參數(shù)組。
在“Models”标簽的對話(huà)框中列舉了不同的晶體(tǐ)和(hé)泵浦結構供選擇。默認的設置是“(Dual) end pumped cylindrical rod”。這個(gè)窗口的底部可(kě)以定義棒的尺寸，比如我們輸入棒的長度為(wèi)6mm 和(hé)直徑為(wèi)2mm，如圖2所示。
2.2. 定義泵浦光的分布
選擇“Pump Light”标簽，打開(kāi)如圖3所示的窗口。
圖3
在對話(huà)框中可(kě)以選擇超高(gāo)斯函數(shù)近似泵浦光的分布。超高(gāo)斯函數(shù)是指光的分布具有(yǒu)高(gāo)斯分布的數(shù)學形式，但(dàn)其指數(shù)比2大(dà)。增加超高(gāo)斯函數(shù)的指數(shù)可(kě)以形成平頂分布。關于這些(xiē)內(nèi)容的詳細描述請(qǐng)參閱LASCAD手冊中。
在“Incident pump power, W”标簽的對話(huà)框中可(kě)以分别定義晶體(tǐ)左右端面的泵浦功率。對端泵而言，通(tōng)常泵浦光束聚焦到棒中。在"Spot size at beam waist", "Distance of waist from left end face" 和(hé)"Beam divergence"的對話(huà)框中可(kě)以定義相關量的大(dà)小(xiǎo)。
單擊“From the right end”按鈕就可(kě)以輸入從右端輸入泵浦光的參數(shù)。
通(tōng)過下列操作(zuò)可(kě)以看到超高(gāo)斯指數(shù)效應：
選定“x-y-symmetry”選項，打開(kāi)“Super-gaussian exponent”選項y平面的下拉框，選擇其參數(shù)比如10，單擊底部右端的标有(yǒu)“Show Pump Light Distribution”的按鈕，其泵浦光分布窗口将打開(kāi)，如圖4所示。
圖4
圖5 |
