顾名思义,LaserCalc是一款开源的激光计算器,支持腔长计算和模式匹配等功能。可能是激光器这门技术过于古老,所以软件已经十来年没更新了。
下载安装后,进入软件,点击菜单栏Edit->Optic Editor,打开光学元件编辑窗口,根据提示,右键->Add,添加光学元件。LaserCalc共提供了四种光学元件,分别是透镜、距离、薄透镜以及ABCD矩阵。依次添加薄透镜、距离以及薄透镜。
然后点击菜单栏Analysis,依次打开腔分析、路径分析、稳区分析;菜单栏Display->路径图,便算体验完了LaserCalc的基础功能。
稳区图的横纵坐标 g 1 , g 2 g_1, g_2 g1?,g2?分别是 1 ? L R 1 , 1 ? L R 2 1-\frac{L}{R_1}, 1-\frac{L}{R_2} 1?R1?L?,1?R2?L?,灰色区域即为稳区,图中的黑点就代表左侧光路图中的谐振腔,可见我们创建了一个介稳腔。
Edit->Material Editor提供了材料编辑功能,并且预设了一些材料,这些材料可以在OpticEditor中索引到,并且能够保存为mat文件。
以N-BK7为例,是一种常见的硼硅酸盐冕玻璃,在可见光和近红外区域应用广泛。
点击Tools->Material Calculator,可以计算材料针对特定波长的折射率,如下图所示。
Tools中提供了4个小工具,除了前面提到的材料计算外,还有设计透镜、模式匹配以及一个记事本。
透镜设计工具的输入参数包括材料、前后表面的曲率、中心厚度以及应用波长;其输出参数包括前后焦点和边缘处的厚度。通过透镜设计工具,可以为光学编辑页面的元器件选型提供指导。
所谓的模式匹配工具,其实就是一个根据高斯光束变换来进行求解的优化器,采用了模拟退火算法。其输出参数中,每一行都代表一个解,penalty越小,说明越接近最优解。在优化结束后,点击任意一组解,其光路会在PlotPanel中显示,示例如下