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
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## 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
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