指南1:如何計(jì)算一個(gè)簡(jiǎn)單激光腔中端面泵浦棒的熱透鏡 g
6]epp[8 目錄 5Dp#u 1. 啟動(dòng)LASCAD和定義一個(gè)簡(jiǎn)單激光腔 1 f-6vLX\Vu 2. 定義和分析端泵浦的棒 2 :.(;<b<\ 2.1. 選擇晶體的類型和泵浦結(jié)構(gòu) 3 ]A
FI\$qB\ 2.2. 定義泵浦光的分布 3 U~{du;\ 2.3. 定義棒的冷卻 6 bn
6WjJ~Z+ 2.4. 定義工作物質(zhì)參數(shù) 6 =U[3PC-N@ 2.5. 定義合成物質(zhì) 7 c,so`I3rI 2.6. 定義控制FEA計(jì)算程序的選項(xiàng) 7 T@}|zDC# 2.7. FEA結(jié)果的可視化 9 UT~a&u 2.7.1. 3D觀察器 9 Qjx?ri// 2.7.2. 2D數(shù)據(jù)分布和拋物線擬合 10 YDC mI@ 2.8. 高斯模的計(jì)算 10 _AV1WS;^^8 2.9. 在模式圖中插入晶體 11 O/:UJ( e{ 3. 調(diào)整腔參數(shù) 12 s}5cSU!| 4. 激光腔特性分析工具 14 j Ja$a [ 4.1. 激光腔穩(wěn)定性分析 14 XxHx:mi 4.2. 高斯橫模的分布以及與泵浦光分布的重疊顯示 14 2._X|~0a 4.3. 計(jì)算激光功率輸出 15 Vz14j_ 5. 光束傳輸代碼(BPM) 16 Q
4CjA3 +% /s*EC'w 1. 啟動(dòng)LASCAD和定義一個(gè)簡(jiǎn)單激光腔 js1!9%BV
Z,BC* 選擇 Start/Programs/LASCAD/lascad啟動(dòng)LASCAD,定義工作路徑,單擊“OK”打開LASCAD 主窗口,單擊工具欄最左端的“New Project”按鈕或者主菜單上的“File”選項(xiàng),將“Number of Face Elements”設(shè)置為4,輸入適當(dāng)?shù)?span onclick="sendmsg('pw_ajax.php','action=relatetag&tagname=波長(zhǎng)',this.id)" style="cursor:pointer;border-bottom: 1px solid #FA891B;" id="rlt_4">波長(zhǎng),其余選項(xiàng)保持默認(rèn)設(shè)置,單擊“OK”。
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Y|8vO 圖1
gTRF^knrY aA7=q= 現(xiàn)在可以看到LADCAD 的主菜單出現(xiàn)在窗口的上方,另外兩個(gè)窗口在下方,其中一個(gè)窗口的標(biāo)題是“Standing Wave Resonator”,另外一個(gè)的標(biāo)題是“Parameter Field”,如圖1所示。
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lqM c 6y%0`! 上方的窗口是有4個(gè)元件的簡(jiǎn)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)元件的下面的一列里顯示這個(gè)元件的參數(shù),比如在標(biāo)有“Type-Param”的一例里顯示每個(gè)鏡的曲率半徑。可以用標(biāo)有元件序號(hào)的下拉框按鈕來改變相應(yīng)元件的類型,可以選擇Mirror、Dielectric Interface或者Lens類型。每一元件序號(hào)下面的列顯示相應(yīng)的兩元件的空間屬性,比如折射率、“Refractive Parameter”(表示相應(yīng)的拋物線型折射率分布的二階導(dǎo)數(shù))。關(guān)于這個(gè)窗口的其他功能的描述可以在第3節(jié)、快速入門或者使用手冊(cè)中找到。
E{6~oZ#L Q1V9PRZX 2. 定義和分析端泵浦的棒 sNun+xsf^ XdH\OJ
NM)k/?fA 圖2
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2.1. 選擇晶體的類型和泵浦結(jié)構(gòu) hdTzCfeZ5@
t|t#vcB
單擊LASCAD 主窗口中的“FEA/Parameter Input & Start of FEA Code”打開標(biāo)題為“Crystal, Pump Beam and Materials Parameters”的窗口,如圖2。注意有六個(gè)標(biāo)簽頁(yè)來定義不同的參數(shù)組。 aq7~QX_0G
在“Models”標(biāo)簽的對(duì)話框中列舉了不同的晶體和泵浦結(jié)構(gòu)供選擇。默認(rèn)的設(shè)置是“(Dual) end pumped cylindrical rod”。這個(gè)窗口的底部可以定義棒的尺寸,比如我們輸入棒的長(zhǎng)度為6mm 和直徑為2mm,如圖2所示。 !w
BJ,&E
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2.2. 定義泵浦光的分布 @aJ!PV'ms
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選擇“Pump Light”標(biāo)簽,打開如圖3所示的窗口。 &.TTJsKG h
\uss Uv 圖3
%s19KGpA
8[6o (
在對(duì)話框中可以選擇超高斯函數(shù)近似泵浦光的分布。超高斯函數(shù)是指光的分布具有高斯分布的數(shù)學(xué)形式,但其指數(shù)比2大。增加超高斯函數(shù)的指數(shù)可以形成平頂分布。關(guān)于這些內(nèi)容的詳細(xì)描述請(qǐng)參閱LASCAD手冊(cè)中。 zB yqD$
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NB
在“Incident pump power, W”標(biāo)簽的對(duì)話框中可以分別定義晶體左右端面的泵浦功率。對(duì)端泵而言,通常泵浦光束聚焦到棒中。在"Spot size at beam waist", "Distance of waist from left end face" 和"Beam divergence"的對(duì)話框中可以定義相關(guān)量的大小。 h6dPO"
單擊“From the right end”按鈕就可以輸入從右端輸入泵浦光的參數(shù)。 p~LrPWHSTP
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通過下列操作可以看到超高斯指數(shù)效應(yīng): F R|&^j6
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選定“x-y-symmetry”選項(xiàng),打開“Super-gaussian exponent”選項(xiàng)y平面的下拉框,選擇其參數(shù)比如10,單擊底部右端的標(biāo)有“Show Pump Light Distribution”的按鈕,其泵浦光分布窗口將打開,如圖4所示。 `6+"Z=:
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A!^q
J# 圖4
VK@!lJu! 圖5
UA|u U5Q 輸入超高斯指數(shù),光分布沿x軸是通常的高斯分布,而y軸呈平頂分布。從左至右圖形拖動(dòng)窗口下方的滑動(dòng)條,能看到由于吸收而導(dǎo)致的吸收泵浦能量強(qiáng)度的減少。單擊圖形可以得到最大高度的圖形。
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