LASCAD工程工具

LASCAD光學(xué)平臺(tái)

LASCAD——個(gè)人計(jì)算機(jī)上的光學(xué)平臺(tái)

LASCAD提供復(fù)雜了的工程工具,并特別努力改進(jìn)了這些工具的舒適操作功能。圖一所示程序的圖形用戶(hù)接口可以被看作個(gè)人計(jì)算機(jī)上的光學(xué)平臺(tái)。您可以進(jìn)行激光共鳴器的直觀設(shè)計(jì)。這樣，LASCAD可以幫助用戶(hù)在實(shí)驗(yàn)室和車(chē)間處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不用您浪費(fèi)寶貴的時(shí)間來(lái)學(xué)習(xí)復(fù)雜的操作指南。

·通過(guò)鼠標(biāo)的點(diǎn)擊，光學(xué)基本要素如反射鏡、透鏡或者晶體可以被填加、組合、調(diào)整、移出等操作。

·LASCAD可以自動(dòng)的解決共鳴器和晶體的散光問(wèn)題

·菜單上提供了有限元分析，ABCD代碼和波動(dòng)光學(xué)代碼，以及激光穩(wěn)定性與效率的計(jì)算。

LASCAD激光工程工具

LASCAD——激光工程工具

有限元分析（FEA）是用來(lái)計(jì)算光學(xué)器件的溫度分布、變形、受力，主要依靠材料的特性和散熱幾何學(xué)。有限元分析是一種解決諸如熱傳導(dǎo)問(wèn)題等工程物理上的偏微分方程的很知名的方法。盡管它在其它工程學(xué)科中是不可缺少的并獲得了很大的。應(yīng)用成功，但他在光學(xué)技術(shù)上的有用之處還沒(méi)有得到廣泛的認(rèn)可。為了使這種強(qiáng)有力的分析工具能夠應(yīng)用到激光腔體設(shè)計(jì)，LASCAD提供了一些重要裝置的初步有限元設(shè)計(jì)模型，例如底端和邊的泵浦棒、板層、薄盤(pán)激光器等。

為了滿足光學(xué)仿真的需要，LASCAD的有限元分析編碼作了特別的改進(jìn)。它運(yùn)用自動(dòng)的網(wǎng)格運(yùn)算法則來(lái)生成半無(wú)序的柵格。這意味著在晶體的內(nèi)部有規(guī)則而等距的柵格結(jié)構(gòu)對(duì)于使用有限元分析從光學(xué)編碼中得到分析結(jié)果是很有價(jià)值的：

BPM編碼考慮到了光照結(jié)束或光學(xué)組件有限的橫向擴(kuò)展的衍射效應(yīng)。局部反射率有變化的鏡體也被考慮在內(nèi)。

BPM編碼的另一個(gè)重要的特征是未對(duì)準(zhǔn)效果的仿真，這個(gè)仿真可以通過(guò)ABCD矩陣編碼有效的作出來(lái)。光的功率輸出和動(dòng)態(tài)增益用與ABCD矩陣編碼相類(lèi)似的方式計(jì)算出來(lái)。并使用了由BPM編碼獲得的模式形態(tài)。

LASCAD分析工具

LASCAD3.5新版本提供了一個(gè)新的分析工具，既動(dòng)態(tài)多模分析(DMA)。它主要用于對(duì)激光多模式和調(diào)Q進(jìn)行操作。

DMA碼提供的重要新功能如下：

★對(duì)主動(dòng)調(diào)Q激光的一系列脈沖形狀可計(jì)算出功率與時(shí)間依賴(lài)的函數(shù)關(guān)系。

★對(duì)CW和調(diào)Q操作可計(jì)算傳輸模式的獨(dú)立功率輸出。

★對(duì)CW和調(diào)Q操作可計(jì)算光束質(zhì)量的M平方因子。

★硬邊緣和高斯孔徑在光束質(zhì)量上的影響。

★輸出反射鏡的超高斯反射曲線正在研發(fā)。高斯反射曲線目前已經(jīng)可以使用了。

LASCAD教學(xué)工具

LASCAD—教學(xué)工具

LASCAD的易于使用的和明確的用戶(hù)接口舉辦使它非常適合用于教育目的的學(xué)生，科學(xué)家或工程師

ABCD高斯光束傳播的原則，包括熱透鏡效應(yīng)的交互研究

激光輸出功率和光束質(zhì)量可以計(jì)算為連續(xù)波和調(diào)Q運(yùn)作

LASCAD模擬結(jié)果的獲得已經(jīng)被法國(guó)奧賽德中心固體激光器及應(yīng)用小組（協(xié)會(huì)）證實(shí)

LASCAD 提供了：

● 熱學(xué)上和結(jié)構(gòu)上的有限元分析

● ABCD高斯光線傳播代碼

● 物理光學(xué)光束傳播代碼

● 計(jì)算激光輸出功率和光束質(zhì)量

●動(dòng)態(tài)多模分析和調(diào)Q

在分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)激光諧振腔時(shí)，對(duì)這種效應(yīng)進(jìn)行建模并考慮它對(duì)光束質(zhì)量，諧振腔的穩(wěn)定性，以及激光效率是非常必要的。贏得贊譽(yù)的LAS-CAD程序提供了以上這些所必需的建模工具。

Bavarian 研究基金已經(jīng)授權(quán)給LASCADTM做進(jìn)一步的發(fā)展。這一計(jì)劃的主要目的是光動(dòng)力學(xué)的仿真以及仿真結(jié)果的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。為了這個(gè)目的LAS-CAD GmbH 正和德國(guó)的大學(xué)以及一些公司如ROFIN SINAR, LASOS, AZURA LASER, PHOTON ENERGY AWL進(jìn)行合作。

德國(guó)的Kaiserslautern大學(xué)的Richard Wallenstein 教授的光學(xué)組織許多年一直用這個(gè)軟件進(jìn)行組合晶體的光學(xué)分析與最優(yōu)化。一系列的測(cè)量開(kāi)展開(kāi)來(lái)，它們認(rèn)真的測(cè)定出光學(xué)的參數(shù)，并驗(yàn)證了高級(jí)別的仿真結(jié)果。(S. Reuter, R. Knappe, R. Wallenstein, and K.Altmann, Proc. DPG(VI) 35 (2000)).

LASCADTM正逐漸的被包括美國(guó)，加拿大，英國(guó)，法國(guó)，德國(guó)，西班牙，荷蘭，希臘，日本，韓國(guó)和中國(guó)等國(guó)的生產(chǎn)，研究，教學(xué)等廣泛領(lǐng)域的使用。

為了把仿真模型和物理系統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較，LAS-CAD GmbH 和WaveFront Sciences, Albuquerque NM, USA正在合作使得數(shù)據(jù)在LASCADTM和WaveFront Sciences的全光學(xué)分析系統(tǒng)（CLASTM-2D）之間的傳輸容易可行。這兩個(gè)光學(xué)工具的結(jié)合給光學(xué)工程師提供了他們進(jìn)行仿真，建模和驗(yàn)證他們所設(shè)計(jì)的結(jié)果的一切工具。

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