Процесс формирования пространственной структуры электромагнитного поля в резонаторе лазера, расчет структуры поля методом Фокса-Ли: Методические указания к лабораторно-практической работе, страница 7

Оптический лазерный двух зеркальный резонатор в задаче расчета поля в дифракционном приближении имеет следующий полный набор параметров:

R₁, R₂ - радиусы кривизны зеркал;

a₁, a₂ - радиусы апертур зеркал;

r₁, r₂ - коэффициенты отражения зеркал;

L   - расстояние между зеркалами резонатора;

gl - произведение длины активной среды и коэффициента усиления слабого сигнала - ненасыщенное усиление на проход;

Is - интенсивность насыщения активной среды (параметр требуется задавать лишь в случае, если требуется получить абсолютное значение выходной мощности);

λ (lambda) - длина волны излучения.

Ввод перечисленных исходных параметров резонатора оформлен в программе в виде специального окна. Результаты расчета обобщенных параметров в этом разделе программы также отображаются на экране в виде отдельного окна.

Раздел "Численное моделирование" выполняет собственно расчет методом Фокса-Ли распределения поля для резонатора с введенными пользователем параметрами.

Результаты расчета выводятся на экран в виде двух графиков, на которых показываются распределения амплитуд поля 'на поверхностях зеркал. На каждом графике изображается распределение на зеркале, полученное на последнем из пройденных проходов, то есть расчетных итераций, а также распределение, найденное на предшествующем проходе (изображается более бледным цветом). Сопоставляя эти два распределения, пользователь может видеть, как проход за проходом различие уменьшается, и в итоге устанавливается воспроизводящееся в дальнейшем, то есть стационарное распределение. Одновременно выводятся значения дифракционных потерь для каждого их полупроходов резонатора.

В разделе "Дальняя зона" для выходного лазерного пучка рассчитываются характеристики дальней зоны и отображаются в виде графиков: угловое распределения интенсивности; зависимость доли от полной мощности, распространяющейся в телесном угле (по оси абсцисс - угол при вершине конуса). Эти две характеристики позволяют сравнивать качество излучения для резонаторов с разными вариантами параметров. Как известно» дальняя зона наиболее полно характеризует качество излучения, так как она эквивалентна распределениям в фокусе собирающей линзы. Программа имеет кроме того имеет текстовую подсказку ("Help") с примером введенных данных и с пояснениями.

2.3. Работа с программой Resonator.

Программа Resonator начинает работу при запуске файла resonat.exe

При успешном запуске открывается вводный текстовый экран, выход из него автоматически запускает подраздел программы, обеспечивающий ввод пользователем всех параметров резонатора, контроль введенных данных, а также расчет и отображение расчитанных значений обобщенных параметров. В этом подразделе на экране выделено активное окно с заголовком "Параметры резонатора", внутри которого находится курсор и изображены обозначения всех параметров: R1, R2, a1, a2, r1, r2, L, gl, Is, Lambda. Пользователь может редактировать значения всех параметров резонатора. Для этого нужно с помощью клавиш перемещения курсора, установить его на параметр, затем набрать < Alt-r>. В окне появится выделенное цветом поле для ввода данных. Впечатав в него нужную цифру, фиксируем ее нажатием клавиши <Enter>. Напомним, что для записи дробных десятичных чисел используется точка, а не запятая.

В нижней части экрана изображается строка подсказки, в которой указаны комбинации клавиш, необходимые для работы.

Например, <F1> - открывает окно "Help", где приведен пример возможного набора параметров резонатора.