LASCAD是一款在電腦上運行的激光器設計工具，軟件集成了多個激光諧振腔模擬工具，功能強大，需要的朋友可以前來本站下載。

軟件介紹

LASCAD是一款專業(yè)的激光器設計軟件，用于激光諧振腔分析與設計，集成了多個激光諧振腔模擬工具，例如：熱性能與腔結構的有限元分析（FEA）方法對腔內(nèi)晶體的熱效應進行分；ABCD高斯光束傳輸矩陣，包括熱透鏡效應和增益導引機制的分析；多模與調(diào)Q 運行的動態(tài)分析（DMA）方法，分析激光光束的動態(tài)特性以及 三維空間中的特性； 3D物理光學傳輸矩陣（BPM），包括了衍射與增益的動態(tài)特性。

主要功能

一、LASCAD 計算機上的光學工作平臺

盡管LASCAD提供復雜的工程工具，它的一個基本原則是創(chuàng)造一個容易使用的程序。它提供了一個程序化用戶界面，可作為PC上的光學工作臺，用于激光諧振器的直觀設計。這樣人們就可以在實驗室或交流會上了解實驗結果，而不需花費很長時間去看復雜的說明書或者鍵入大量數(shù)字：

1、光學元件如平面鏡、透鏡、或晶體可以用單擊鼠標來加入、合并、拉動、調(diào)整、或消除

2、全面考慮了諧振器和晶體的象散現(xiàn)象

3、有限元分析、ABCD矩陣及波動光學編碼可以在菜單條中選擇

二、LASCAD 激光腔體分析與設計工具

1、熱效應的有限元（FEA）分析

FEA 可以用于計算激光器晶體的溫度分布、變形、應力和機械斷裂。計算過 程中需要考慮材料的參數(shù)、泵浦構型以及冷卻結構等。FEA 是技術物理領域中一 種眾所周知的求解差分方程的數(shù)值方法，例如，熱傳導方程。雖然在其他許多工 程領域，F(xiàn)EA 得到廣泛的成功應用并且是一個不可或缺的方法，但是目前還沒有 在其他任何一款商用激光設計軟件上實現(xiàn)。

為了讓FEA 能夠直接應用于激光腔的設計，LASCAD?對重要構型進行FEA 模 型預設計，例如，端面或者側面泵浦的棒狀、條狀以及盤狀激光器。多種材料或 者摻雜的晶體也有相關的模型，例如未摻雜的端面鏡。用戶可以自定義尺寸、FEA 網(wǎng)格、邊界條件以及模型中的其他參數(shù)。與溫度相關的材料參數(shù)也可以通過解析 式添加到模型中去。

被吸收的泵浦功率密度分布采用基于超高斯函數(shù)的解析近似表達式進行表 征。為了實現(xiàn)吸收泵浦光的數(shù)值建模，LASCAD?支持從ZEMAX和TracePro的光線追 跡程序導入數(shù)據(jù)。這些程序可以生成吸收泵浦功率密度的三維數(shù)據(jù)，可以直接導入到LASCAD?中。ZEMAX 和TracePro對模擬閃光燈泵浦或者非常規(guī)的泵浦結構時 的泵浦光分布非常有用。

LASCAD提供一個開放的圖形語言，可以將泵浦光的分布，邊界狀態(tài)和FEA結果利用復雜的2D和3D圖形工具形象化。

2、ABCD 高斯光束傳播代碼

LASCAD提供一個開放的圖形語言，可以將泵浦光的分布，邊界狀態(tài)和FEA結果利用復雜的2D和3D圖形工具形象化。

將 FEA 的結果應用到ABCD 傳輸矩陣，溫度分布， 以及溫度相關的折射率函數(shù)，在垂直光軸方向進行拋 物線擬合。在擬合過程中，有限元 網(wǎng)格在沿著晶體軸和垂直的方向上又進行劃分。用同 樣的方法可以完成晶體端面變形的擬合。對于很多結 構，例如端面泵浦的晶體棒，上述擬合近似可以得到 的激光模式的可靠解。

激光模式的可靠解。 為了查看ABCD 傳輸矩陣的結果，沿著諧振腔軸 向的基模光斑尺寸以及高階模的厄米-高斯多項式 都會顯示出來。在晶體內(nèi)部，泵浦光與激光橫模之 間的疊加也可以直接顯示。為考慮 像散的影響，與腔軸垂直的兩個平面同時進行計算。

對于駐波腔，可以基于產(chǎn)生g參數(shù)的諧振腔穩(wěn)定性獲得圖表。

計算激光器功率輸出可通過高斯光束模型以及吸收泵浦功率的密度計算得出，同時方便分析連續(xù)波激光和激光的瞬態(tài)過程。

通過晶體的軸線可以直觀的看到激光器模型與泵浦光束的重疊。

3、物理光學方法

在拋物線近似以及ABCD 傳輸矩 陣精度不夠的情況下，F(xiàn)EA 的結果可 以導入到物理光學代碼中進行高精度 運算。物理光學方法可以在不用拋物 線近似的情況下為光束在晶體中的傳播提供全景三維模擬。為此，物理光學方法采用了分步光束傳播方法 （BPM），以小步長模擬光束在具有熱畸變的晶體中傳播過程。在計算過程中，BPM考慮了FEA 分析中得到的局 部折射率分布以及晶體端面形變。采用Fox-Li 迭代，BPM方法計算了光束在諧振腔中多次往返傳輸，最終收斂于基模或者多個高階橫模的疊加。在計算的過程中有兩個圖形窗口是打開的，一個給出了隨著迭代次數(shù)的增加， 輸出鏡上的光強分布，另一個窗口顯示了隨著諧振腔內(nèi)迭代的進行，光斑的尺寸收斂過程以及同步計算的輸出功率。另 外，還可以打開一個顯示光束質量的窗口。BPM方法還可以進行腔內(nèi)本征模譜線的計算以及本征橫模的形狀計算。

鑒于光欄以及腔反射鏡尺寸有限，BPM 工具還考慮了增益的動態(tài)特性以及衍 射效應，這樣它比DMA的計算更接近實際情況。BPM另一個重要的特征就是它可以模擬諧振腔失調(diào)效應。

4、激光瞬態(tài)特性

為了分析激光的瞬態(tài)特性，LASCAD?提供了多模以及調(diào)Q運轉的動態(tài)多模分析（DMA）工具。為此，LASCAD 采用有限元求解工具來求解與時間相關的速率方程組，其中包含了描述各個模式（預定義的高斯橫向本征模）光子數(shù)的方程。

動態(tài)模式分析（DMA）可以提供以下重要功能：

（1）高重頻或者單脈沖調(diào)Q運轉時激光器輸出脈沖形狀以及輸出功率隨時間 變化曲線。

（2）調(diào) Q或者CW 運轉時激光器不同橫模的輸出功率。

（3）光束分布曲線的計算作為單個橫模的疊加。

（4）調(diào) Q或者CW 運轉時激光器的光束質量因子M2。

（5）硬邊以及高斯光欄對光束質量的影響。

（6）高斯以及超高斯型反射輸出鏡。

5、LASCAD 激光教學輔助工具

盡管 LASCAD?主要是為激光工程開發(fā)的，但是其易于操作的用戶界面使得它 非常適合于教學以及培訓科學工作者和工程師。高斯光束的基本原理可以在使用 過程中得到學習，復雜的諧振腔結構構型，包括熱透鏡效應，光欄，調(diào)Q等都可 以清楚地進行演示。

安裝步驟

1、在本站下載該軟件并解壓，運行用用程序

2、進入安裝界面，點擊“next”

3、閱讀并同意軟件使用協(xié)議，點擊“next”

4、更改軟件安裝目錄，點擊“next”

5、確認安裝信息，安裝軟件

6、安裝完成后即可使用