软件本质:让激光光斑与泵浦光斑进行模式匹配(稳定腔才需要),泵浦光斑大,激光光斑小的话,泵浦光的能量就浪费了,泵浦光斑小,激光光斑大的话,泵浦光的强度就不够。
以四镜谐振腔为例,泵浦光斑一般直径是知道的,d=105微米,如果采用75:50的扩束镜组合,泵浦光斑会被放大1.5倍,105*(75÷50)=157.5,所以泵浦光斑半径为157.5÷2=78.75,所以我们要优化L1 L2 L3 L4这四个距离,让激光光斑的半径达到和泵浦光差不多大小。
软件具体操作如下:仅展示部分,打开软件,点击Standing-Wave Resonator。
双击波长,设置激光的波长,再点击Append。
M1为平面镜,所以选择Flat mirror。
设置名称为M1,然后点击OK。
再点击Append,设置L1距离,选择Empty space。
设置名称为L1,并将距离设置为300mm,点击OK。
再点击Append,M2为平凹镜,选择Spherical mirror。
设置名称为M2,曲率半径为100mm,角度为0°,点击OK。
完成这几步之后,页面显示如下图,剩下步骤几乎一模一样,不再单独演示。
点击w-w运行,勾选四个距离,点击OK,最终结果图如下图所示,L1+L2为355mm,从图中可以看出在晶体内部激光光斑的束腰半径在41um。
几个注意的点:鼠标滚轮可以放大图,按住滚轮可以拖动图。点击鼠标右键还可以添加四个距离,增加或者减少距离会发现结果图会实时变化,这样方便寻找稳区(什么时候刚好有结果到什么时候刚好没结果)。
注意:摆仿真的镜子是从后往前摆的,从输出耦合镜开始,逆着光路来摆镜子。