RP Resonator – das Software-Werkzeug für Design und Optimierung von Laserresonatoren

Es gibt diverse Demo-Dateien, die praktische Formulare enthalten, mit denen Sie ganz einfach und schnell starten können. Hier sind zwei Beispiele für lineare Resonatoren und Ringresonatoren:

Wenn Sie die Berechnung ausführen, erhalten sie diverse Diagramme (hier nicht gezeigt). Sie können auch berechnete Resultate im Formular angezeigt bekommen, sogar teils in graphischer Form. Weitere numerische Ausgaben können in der “Output area” auf der rechten Seite erscheinen.

Ganz wichtig: Diese Formulare und Berechnungen sind nicht fest kodiert: Sie erhalten Skript-Dateien, in denen Sie sowohl das Formular als auch die Berechnungen Ihren spezifischen Bedürfnissen anpassen können! Beispielsweise können Sie zusätzliche optische Elemente in den Resonator einführen oder zusätzliche Diagramme erstellen lassen. Und wenn für Sie etwas zu schwierig wird, erhalten Sie sehr hilfreichen technischen Support. Sie können sogar komplette Skripte entwickelt bekommen; beschreiben Sie uns dafür nur informell, was Sie brauchen.

In RP Resonator können Sie eine Resonatorstruktur in Textform definieren, d. h. in einem Script. Beispielsweise kann die Definition eines Ringresonators wie folgt aussehen:

Diverse Parameterwerte, z. B. die Armlängen a und b, wurden Variablen zugewiesen (hier nicht gezeigt), und die Armlänge d wurde aus diesen mithilfe eines einfachen trigonometrischen Ausdrucks berechnet.

(Sie können auch ein Formular verwenden, in das Sie nur diverse Parameterwerte eintragen, und der zugehörige Code wird damit automatisch erzeugt.)

Einen Resonator grafisch darzustellen und den Strahlradius als Funktion der Position im Resonator anzuzeigen, ist ähnlich einfach:

Das erste der erzeugten Diagramme sehen Sie hier:

Ähnlich können alle anderen Arten von Aufgaben mit ein paar Zeilen Skriptcode erledigt werden – einige Beispiele:

• Erzeugen Sie andere grafische Diagramme, um irgendwelche Eigenschaften Ihres Resonators (oder was auch immer) zu visualisieren.
• Definieren Sie eine “Figure-of-Merit”-Funktion als eine präzise Definition Ihres Optimierung-Ziels, und lassen Sie dann Ihren Resonator numerisch so optimieren, dass der Wert dieser Funktion minimal wird.
• Speichern Sie beliebige berechnete Daten in Textdateien oder binären Dateien – praktisch jedes beliebige Dateiformat kann erzeugt werden.

(Siehe auch unsere Fallstudien als konkrete Beispiele und schauen Sie sich die praktische Benutzeroberfläche an.)

Verglichen mit anderer Resonator Design-Software ist RP Resonator extrem flexibel. Beispielsweise können Sie beliebige Parameter des Resonators mit mathematischen Ausdrücken automatisch berechnen lassen. Sie können sogar Resonatorkomponenten mithilfe von Schleifen produzieren lassen, sodass Sie durch Änderung eines einzigen Parameters die Anzahl der Komponenten variieren können. (Beispielsweise könnten Sie erreichen, dass eine Sequenz von N Kristallen mit Linsen oder Spiegeln dazwischen erzeugt wird.) Für komplexere Resonatordesigns sind solche Features nicht nur nett zu haben, sondern oft sogar essenziell.

Sie können unsere Broschüre im PDF-Format herunterladen.

Übersicht über die Features

Die wichtigsten Möglichkeiten von RP Resonator V4 sind:

• RP Resonator kann eine weite Spanne von Eigenschaften von Resonatoren berechnen, beispielsweise den Verlauf der Strahlradien, die Empfindlichkeit der Resonatormoden auf thermische Linsen und Dejustierung, chromatische Dispersion durch geometrische Effekte, die Gouy-Phasenverschiebung, Entartungen von Modenfrequenzen, etc.
• Das Programm erlaubt ebenfalls umfangreiche Optimierungen. Es lässt sich ein "figure of merit" beliebiger Art definieren, und das Programm verwendet ausgefeilte Algorithmen, um den figure of merit durch Variation von ausgewählten Parametern des Resonators zu minimieren. Bei Bedarf können beliebige Randbedingungen berücksichtigt werden, etwa gewisse Symmetrien, Grenzwerte für die Differenz bestimmter Größen, etc.
• Das Programm kann den Resonatoraufbau maßstabsgerecht zeichnen und praktisch beliebige Graphen erstellen, um alle Resonatoreigenschaften zu visualisieren.
• Die Software hat eine sehr vielfältige Bedieneroberfläche. Sie enthält eine sehr leistungsfähige Skriptsprache. Zusätzlich bietet sie interaktive Formulare, mit denen man große Teile der benötigten Skripte einfach durch Ausfüllen der klar beschriebenen Felder erzeugen kann. Tippen Sie einfach Zahlen oder sogar mathematische Ausdrücke in die Felder, und Sie sehen, wie der zugehörige Skript-Code sofort erzeugt wird. Außerdem kann man maßgeschneiderte Formulare erzeugen – entweder selbst oder durch den technischen Support.
• Das Skripting gibt Ihnen eine enorme Flexibilität. Beispielsweise können Sie ein Modell für einen Laserresonator mit mehreren Durchgängen pro Umlauf durch einen Laserkristall definieren, wobei die detaillierten Armlängen und Winkel automatisch aus einigen gege­benen Parametern berechnet werden. Diese Parameter können Sie dann manuell oder automatisch optimieren.
• Zusätzlich zum detaillierten PDF-Manual gibt es eine ausführliche kontextsensitive Online-Hilfefunktion.

Durch diese Leistungsmerkmale kann die Software in einem weiten Feld angewandt werden. Einige Beispiele werden als Demos gezeigt.

Ein weiterer wichtiger Aspekt: Sie können leicht verifizieren, dass der Entwickler dieser Software die dafür relevante Physik bestens versteht und die Literatur dazu kennt. Er wird persönlich dafür sorgen, dass jedes Problem, welches Sie im Umgang mit der Software haben mögen, umgehend gelöst wird. Substanzieller technischer Support – auch verwendbar für Beratung zu nicht software-spezifischen Problemen – ist in der Lizenz­gebühr enthalten.

Die Kombination von Software und kompetenter Beratung hilft Ihnen, Ihre Entwicklungs­projekte sehr schnell und effizient voranzutreiben.