【谐振腔的MATLAB仿真设计案例2700字】

谐振腔的MATLAB仿真设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u30809谐振腔的MATLAB仿真设计案例 179621.1Matlab简介 1186031.2利用Matlab画出谐振腔稳区图观察θ角大小对弧矢面和子午面的影响并确定三镜摆放方式 2243651.3利用Matlab计算腔内不同位置光斑大小 5V型腔中两段腔长、各个镜的参数以及晶体镀膜的细微差异都会对输出激光光束的质量及功率产生影响。为了得到功率较大、质量较高的输出激光光束，我们需要对腔长和折叠角等参量进行优化。我们初步拟定两段腔长均取在0~200mm的范围内，而折叠角取在0~30o1.1Matlab简介MATLAB全称MatrixLaboratory，译为矩阵实验室，是一款优秀的科学计算软件。因为MATLAB在矩阵运算，图像处理与数据分析方面有着卓越的能力。由1.1.3中对折叠腔往返矩阵及稳定振荡条件的理论分析可以看到，仅一个光束在腔内往返一周的光学变换矩阵便涉及七个矩阵相乘，计算量较大，且我们后续需要在腔内各位置取参考面计算其上光斑大小，人工计算耗时耗力、难度极大，并且数据过多，需要做图来辅助我们更直观的观察分析，因此，本章仿真设计中使用Matlab进行矩阵运算和数据处理。为了更直观的介绍其在矩阵计算方面的便利性，以下使用Matlab对1.1.3中光束在腔内往返一周的子午面光学变换矩阵进行计算作为使用实例。已知MTR=100;m=cosd(10);d1=80;d2=90;%设置任意参数Q=[1,d2;0,1];W=[1,0;-2/(R*m),1];E=[1,d1;0,1];S=eye(2);M=Q*W*E*S*E*W*Q%子午面往返矩阵可迅速输出结果M=0.0342-39.36630.02540.0342附图如图1.10。图1.10Matlab命令窗口执行结果图1.2利用Matlab画出谐振腔稳区图观察θ角大小对弧矢面和子午面的影响并确定三镜摆放方式已知实验使用的球面反射镜M2由1.3.6所述理论方法易算得Gt利用Matlab编写程序（见附件1）分别画出θ=5o、10o、20o、图1.11（a）θ=5o时子午面稳区图（左）；（b）θ=5o时弧矢面稳区图（右）图1.12（a）θ=10o时子午面稳区图（左）；（b）θ=10图1.13（a）θ=20o时子午面稳区图（左）；（b）θ=20图1.14（a）θ=30o时子午面稳区图（左）；（b）θ=30由图易看出，θ越小，子午面与弧矢面稳区图重合度越高，即谐振腔稳定区越大，因此实验中应让折叠角θ尽可能小。由Matlab输出的各种情况下Gt、Gs的具体数值（详见附件3-10），我们可以粗略的得到各折叠角下部分稳定区对应的不同腔长取值范围。以（d1当折叠角θ=5当折叠角θ=10当折叠角θ=20当折叠角θ=30则易得出，当折叠角θ在5o-30综合以上对各折叠角下不同腔长取值对应的谐振腔稳定性分析，我们可以得到部分在各个折叠角下均为稳定腔的谐振腔腔长取值范围。即由上述分析易总结出当折叠角在5o-30o之间变化时，若将谐振腔腔长d1取值控制在57mm−72mm之间，且将谐振腔腔长d结合仿真结果及分析，当折叠角θ在5o到30o之间变换时，腔长d1=70mm、d21.3利用Matlab计算腔内不同位置光斑大小确定光波长λ=2μm，折叠反射镜M2曲率半径R=100mm,d1=70mm、d2=100mm。则在光束从M1出发传播至M则当z∈0,70mm子午面A弧矢面A当z∈70,170mm子午面A弧矢面A其中M计算出ABCD用Matlab编写命令语句（见附件2）并画出当折叠角分别取不同值，即θ=5o,10o,20o,30o时，子午面和弧矢面光斑半径ω图1.15θ=5o时腔内子午面与弧矢面光斑半径大小图1.16θ=图1.17θ=图1.18θ=30o由图易看出，折叠角θ越小，子午面与弧矢面光斑重合度越高，即引入像散越小，因此应让折叠角θ尽可能小。结合实际情况分析，当折叠角θ<10o时，夹具