GLAD波動光學

GLAD波動光學仿真軟體雷射和物理光學的分析設計有它獨到的地方,它幾乎能對所有類型的雷射做模組設計,或對物理光學系統做完整的端點-對-端點的分析處理,GLAD具高度彈性,功能強大,和易學易用等特色,廣泛的被套用到光學和雷射的分析設計領域上,當前全球已有上百家的公司和國家實驗室使用這套軟體。

基本介紹

  • 中文名:GLAD波動光學
  • 囊括:完整的繞射傳輸
  • 屬於:Applied Optics Research
  • 特色:高度彈性,功能強大等
簡介,能力,註解,

簡介

GLAD波動光學仿真軟體
什麼是GLAD:
GLAD在雷射和物理光學的分析設計有它獨到的地方,它幾乎能對所有類型的雷射做模組設計,或對物理光學系統做完整的端點-對-端點的分析處理,還囊括完整的繞射傳輸,詳細的雷射增益處理,和許多其他的雷射及物理光學效應。
GLAD為Applied Optics Research(AOR)公司的產品,這家公司在雷射模型,和物理光學等分析設計軟體的開發,已有20年的經驗。GLAD為唯一商業化的複雜物理光學設計工具軟體,並且廣泛的被套用到光學和雷射的分析設計領域上,當前全球已有上百家的公司和國家實驗室使用這套軟體。
GLAD使用複數的振幅來描述波前,並能對光束的整個傳輸路徑做繞射模型。幾何光學描光對於圖象用途的常規透鏡設計已經足夠,但是對於處理一般繞射,雷射增益,非線性光學,同調和非同調互動作用,以及物理光學效應等等,則非GLAD無法處理。GLAD有兩種等級,分別為:GLAD和GLAD Pro。
GLAD的套用領域:
所有使用同調(或部分同調)光源的人可從這個軟體得到效益,GLAD已經廣泛的被使用到大部份高級物理光學模型,並被套用到商品化雷射設計,雷射研發實驗,穩態和非穩態共振腔設計,暫態雷射回響,照相平版印刷術(photolithography),光束控制的高效率相位平板,繞射效應,和單模及多模態波導。
GLAD瀏覽:
GLAD具高度彈性,功能強大,和易學易用等特色。使用GLAD能對簡單光學系統和高度複雜、多重雷射結構做模組化,這個程式的設計目的是用來分析所有光束型態的追跡,和雷射型態:囊括繞射,工作介質(active media),孔徑,透鏡和鏡子,以及像差。
在GLAD中光束的表現方式,為複數數值振幅的方形演算數組,這個複數是用來表現光束強度,和傳輸光束的電場相位計算結果,這是當前最廣泛而且功能最強大的設計技術。一些功能較簡單的方法,例如描光,高斯光束傳輸,ABCD方法,和旋轉對稱傳輸方法等等,無論在功率、精確度、或多樣性等方面,都無法望其項背。
GLAD的輸入方式為簡單的文字指令語法,它能做初始參數的定義、光束數目、波長、和其他信息的輸入。GLAD指令語法可用來定義光束傳輸的引發事件,與增益介質的互動做用,孔徑的繞射,經過常規光學組件的折射或反射,或其他事件。
GLAD的指令語法也能提供使用者自定變數、副程式、迴圈、方程式、以及其他高階語言結構。

能力

程式碼架構:
32-Bit
多線的快速向應,支持雙CPU
使用者界面:
會話式指令結構
多重輸出視窗
簡單文字指令語法
圖形顯示:
等相,剖面,極化,等高線圖
Windows支源Postscript,metafiles(*.wmf)
DOS支源Postscript,HPGL,和HP Laser Jet
代數描述
指令有提供使用者自定變數
具有前置/後-處理界面
詳細的文檔:
GLAD理論說明
GLAD指令說明
GLAD示範手冊
補充示範手冊
廣泛的例子:
超過90個完整示範
以各式各樣的系統做詳細說明
GLAD的特色:
集成環境設計區(IDE)
簡單或複雜多重雷射光束追跡
同調和非同調互動作用
非線性雷射增益模型
透鏡和鏡子:球面鏡、圓環體或柱面鏡
一般孔徑型態
近場-和遠場-繞射傳輸分析
穩態和非穩態共振腔模型
為共振腔設計提供的特殊功能
Seidel, Zernike, 和相位光柵像差分析
平滑亂數波前像差(smoothed random wavefront aberrations)
透鏡和鏡子數組
變數數組,可達1024x1024
方形數組和可分離的繞射理論
多重,獨立的雷射光束追跡傳輸
自動傳輸技術控制
增益報表
廣域作標系統
任意的鏡子位置及方位擺設
幾何像差
允許高的Fresnel數值
Zonal自適應光學模組(Zonal adaptive optics model)
相位共軛(phase conjugation)
極化模型
部份同調模型
ABCD傳輸
光纖光學和3-D波導
二元光學(binary optics)和光柵
高數值孔徑(NA)物鏡的繞射矢量
M-平方的特徵化
相位修正的最佳化
仿真退火最佳化(simulated annealing optimization)
GLAD Pro增加的特色:
非線性光學:
Raman放大,四光線混合(Four-wave mixing)
自聚焦效應(self-focusing effects)
雷射效應:
變率方程增益(rate equation gain)
雷射啟動和Q-switching
最佳化:
任意結構的至少平方最佳化(least squares optimization)
使用者自定績效函式(merit function)
任何的系統參數都能進行最佳化
幾何光學:
精密表面配合表面描光
透鏡組可被定義和分析
大氣效應:
Kolmogorov擾動
熱致離焦(thermal blooming)
工作平台:
Windows 3.1, Windows 95, Windows NT
Unix Workstations:Sun, HP700, Cray

註解

工作介質(active media):這種介質可以生成受激發射
適應光學(adaptive optics):現代雷射技術能生成受繞射限制的光束,以發出高功率光束,但是在傳輸過程會遇到干擾,主要有三方面:1.光組形變;2.空氣流動的不均勻性;3.空氣受熱(後兩項為大氣擾動範疇)。設法避免這些干擾的方法稱為適應光學。
四光線混合(Four-wave mixing)或四光子混合(four-photon mixing):1973年出現的一種套用多光子過程的可調諧雷射,優點是可調諧的範圍很廣,從2.0~24.5 um。它的輸入為兩具可調諧的染料雷射,混合過程在鹼金屬蒸氣中進行。
自聚焦效應(self-focusing effects):一種非線性光學現象,有許多物質在提高光強度後折射率隨之提高,按幾何光學,外緣光將向內偏,而且偏後光更加強向內偏,終於形成自聚焦現象。
自離焦效應或熱致離焦(thermal blooming):一種非線性光學現象,強光在非線性介質中所生熱效應足以使其附近折射率變低

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