软件说明
GLAD 使用复振幅来描述光束,采用快速傅里叶变换结合分步傅里叶算法进行传输分析,几乎能对所有类型的激光系统进行分析,或对物理光学系统做完整的端-对-端的分析处理,还囊括各种激光增益模型、数种非线性过程和许多其它的激光及物理光学效应。GLAD 的使用方法为调用内部各类“积木”进行建模、传输和分析。积木的类型包括:用于进行系统和光束初始化的命令;用于表征各类像差和相位屏的命令;用于表征各类传统光
学元件的命令;用于表征各类非线性过程的命令;用于表征激光增益介质的命令;用于光束参数诊断的命令;用于计算结果输入、输出的命令等。只要将不同类型的积木有机“组装”起来就可以轻松实现任意光学系统的模拟。GLAD 允许用户自定义变量、子程序、循环、方程式、以及其它高级语言结构。GLAD 的应用领域包括:(1)包含传统光学元件,如各种透镜、反射镜、棱镜的光学系统的衍射传输分析;(2)光束质量的分析和评价(3)二元衍射光学元件的分析;(4)各种波导的分析;(5)激光系统的分析:无源腔性能分析,含各类增益介质的有源腔分析;(6)多种非线性过程的模拟;(7)偏振效应分析。
功能特性
GLAD 在激光器模拟方面有着无与伦比的优势:
1.理论基础是衍射光学,通过分步傅立叶方法实现衍射传输和非线性现象(含增益)的
模拟。并将物理光学和几何光学有机结合起来,实现对复杂系统的快速模拟。
2.提供多种激光器组件命令,如透镜(理想的和实际的),透镜阵列,反射镜,棱镜,
自适应反射镜,双折射晶体,光栅,谱色散平滑元件,任意形状的光阑,光纤以及各种结构
的波导等,可以快速建立激光器模型。
3.准确模拟激光器谐振腔的特性,如输出的激光模式,输出功率与泵浦光之间的变化关
系。通过改变谐振腔的参数(如腔镜的曲率半径、通过率、位置参数),可以观察这些因素
对于输出模式、输出能量的影响。
4.提供多种诊断函数,通过调用这些函数可以计算任意光场的参数,如 Strehl 比,M2因子,光束的半高全宽,环围能量(可聚焦能力的一个重要的衡量参数),输出光束的像差
特性(拟合出 Zernike 多项式的系数),波前的 RMS 值,光学传递函数(OTF),光学系统
的 Rayleigh 范围以及位置等。
5.在非线性特性方面的模拟具有非常显著的优势,是目前能够涵盖几乎所有非线性
特性的物理光学模拟软件。可以模拟的非线性过程包括:各种增益过程(包括 CO2 增益模
型、BEER 定律增益模型、半导体增益模型、三能级系统模型、速率方程模型),自聚焦过
程,倍频过程,和频过程,四波混频过程,Raman 放大过程,大气湍流引起的热晕过程。
6.采用有限差分方法模拟热透镜效应。
7.可以模拟偏振过程以及部分相干光现象。