软件的功能

RP Resonator可以计算光学谐振腔的特性。更具体地说，该软件计算光束半径和谐振腔模式的灵敏度，例如，热透镜和偏心量，几何效应的色散，Gouy相移，谐振腔模式的频率降低等。结果可以被图形显示出来，并且可以进行复杂的优化。

在描述底层物理模型的页面上给出了更多细节。该软件可以在Microsoft Windows下的普通PC上运行。

应用

RP Resonator可用于各种用途：

• 分析现有的谐振腔设计，例如用于检查稳定区，对准灵敏度，分析色散效应等。
• 寻找优化的谐振腔设计，例如以便优化激光器的性能

增强一个人对谐振腔的理解，例如可以通过进行数值实验的方式。

只有使用这种全面的物理模型，才有可能获得可靠的理解，从而以快速有效的方式达到具有最佳性能的设计。

请记住，激光器性能的许多方面，例如，功率效率，光束质量和对准灵敏度都受到谐振腔设计细节的强烈影响。因此，所有优良的激光器开发过程都必须包括对谐振腔设计的仔细研究。

请记住：如果您受利于最好的软件及它相关功能的支持，您的开发成本会更小，而收入会更快！

目标群体

RP Resonator非常适合以下机构：

• 开发激光器、参量振荡器，或包含无源光学谐振腔的器件的工业公司
• 详细具体研究这些设备各个方面功能原理的研究实验室
• 教导人们对此类设备形成牢固技术理解的教育机构

在任何情况下，RP Resonator都将为您提供实质性的竞争优势，因为您的工作将更加有效和高效：您将能够快速可靠的知道谐振腔的功能特性以及改进它们的方式。

ABCDEF矩阵算法

RP Resonator中的计算基于扩展的ABCDEF矩阵算法。与通常使用的ABCD矩阵算法相比，其不仅能支持模式半径的计算，而且还能支持由反射镜的偏心导致的光束位置的变化

该软件还可以处理与波长相关的折射，例如在棱镜处。例如，发生在锁模激光器的谐振腔中的色散补偿是用棱镜对完成的（参见示例情况）。该软件可以计算波长相关的路径长度，和产生的色散。

可以将线性和环形谐振腔当成单通道传播，例如，来自激光谐振腔的输出光束。对于环形谐振腔，可以自动闭合光束路径，即，自动计算第一和最后一个反射镜的方向以及它们之间的路径长度。生成的设置可以以图形方式显示，以便立即识别输入中可能出现的错误。

完全参数化

与许多其他程序相比，RP Resonator能够允许您完全参数化所有谐振腔属性。这意味着您可以使用数学表达式，而不是使用简单的数字来表示臂长，镜像半径等。在生成的图形中，您可以沿水平轴或2D色差图改变任何谐振腔属性（或其组合）。此外，任何参数都可以参与数值优化。

此功能与强大的脚本语言一起为您提供了非凡的灵活性，而且您很难在其他任何软件产品中找到这种灵活性。

RP Resonator的版本历史

多年来，该软件一直进行着广泛的开发计划，这极大地扩展了其功能以及提高了用户界面的质量。

V1
这是第一个版本。

V2
第二个版本对用户界面有了实质性改进。

V3
第三个版本允许用户创建以脚本定义的自定义表单，即以文本形式。 这意味着可以根据特定应用定制交互式表单。下面的屏幕截图只是包含选项和图形控件的自定义表单的示例。

下面您将看到用于定义自定义表单的部分代码。简单但灵活的命令定义编辑哪些变量，显示哪些单位，最小和最大允许值是多少等。

Custom form:
--------------------------------------------------------------
$font: "Arial", bold, size = 24
Focusing of a Laser Beam
$font: "Courier New", size = 11, space = 2.1
$def pwidth := 500
$tabcontrol, size = (pwidth, 0)
$tab "Initial beam"
Wavelength:      #############
$input lambda:d6:"(n)m"
Beam radius:     #############
$input w0:d6:"m"
M2:              #############
$input M2:d6, min = 1
Rayleigh length: #############
$output z_R:d3:"m"
$tabcontrol end
                                    

您可以自定义生成此类表格，或通过技术支持制作他们，然后进行非常方便的日常工作处理。当给出这样的表格时，任何人都可以很容易地完成某些计算而不用自己处理底层脚本代码。如果以后需要其他功能，只需相应地扩展表单即可。

V4
第四个版本引入了各种功能强大且非常有用的工具来开发脚本：
• 有许多改进的脚本编辑器具有非常方便的功能，例如语法高亮：命令或功能的识别名称和关键字用不同的颜色突出显示。此外，软件以不同方式显示注释和字符串常量等内容。
• 为了便于记起许多支持函数的必需参数，我们引入了所谓的参数帮助。如果您只键入一个函数名称后跟“（”到编辑器中，您也将显示参数帮助;您也可以稍后单击一个函数参数来获取它。
• 您可以快速调用脚本的语法检查而不执行它。
• 您可以根据标准规则自动重新格式化脚本。这样，即使您在编写它们时有些草率，您也可以获得一致的格式化，从而获得可读性很好的脚本。
• 使用新的调试器，您可以按命令执行脚本，并随时检查系统的状态。只需单击一行左侧即可创建断点（以绿色显示，请参见下面的屏幕截图）。同样，您可以调试表达式。在开发复杂的仿真脚本时，这非常有用。
在RP Fiber Power（适用于V7）的版本历史中，您可以找到与RP Resonator V4相同功能的屏幕截图。

脚本语言

RP Resonator可以使用非常强大的脚本语言进行控制。每个输入脚本都包含从谐振腔定义到要进行的计算以及生成的图的所有内容。（当然，您可以将常用的脚本部分存储在外部文件中，并在主脚本中轻松调用它们。）

从V3版本开始，人们甚至可以在脚本中定义自定义表单（见下文）。 此功能能将脚本语言的巨大灵活性与用于输入和输出数据的表单的良好处理能力相结合。

这里有一些代码片段向您显示脚本语言的易于使用。 第一个例子说明了如何定义一个简单的谐振腔：

F_cr := 0.3  { diopters of the laser crystal }
resonator: standing-wave
* mirror (M1): R = 500 mm
* air: d = 100 mm
* lens (Crystal): f = if F_cr <> 0 then 1 / F_cr
* air: d = 200 mm
* mirror (M2): R = 0 { no curvature }
resonator end
                                    

这里，臂长度简单地用数值定义，但是激光晶体的屈光度是作为参数给出的，该参数可以变化，例如在图当中。

第二个示例表明如何显示计算模式半径，格式化为3个有效数字和米的单位：

show "w at M1:       ", w(zm[M1], lambda_ref):d3:"m"
show "w at Crystal:  ", w(zm[Crystal], lambda_ref):d3:"m"
show "w at M2:       ", w(zm[M2], lambda_ref):d3:"m"
                                    

最后，我们定义图形输出，显示光束半径与位置：

diagram 1:
"Beam Radius vs. Position"

x: 0, L_res / cm
"z position (cm)", @x
y: 0, 800
frame
hx
hy

f: w(x * cm, lambda_ref) / um,
"w(z) (µm)",
color = blue, width = 3

您很快就会感叹脚本方法的多种优势：

您可以简单地复制和粘贴所提供的演示文件或早期脚本文件的一部分，以便重用代码。

• 让基于表单输入生成所需脚本的大部分内容（见下文）。
• 在复杂的情况下，RP Photonics可以向您发送一些代码行。
• 脚本编写方法非常灵活，例如支持您系统地改变某些参数，以各种格式导入和导出数据，设置新类型的图表，或以数学方式处理数据。
• 脚本文件完美地记录了您的工作。 当您稍后阅读时，您可以轻松地看到您所做的事情。例如您不需要记住，您在一些交互式窗口中做了什么设置。

脚本编辑

为了编辑脚本代码，该软件提供了强大的编辑器和相关工具。屏幕截图显示了一个编辑器：

这些编辑器有一些很棒的功能：

• 多级撤消/重做功能
• 语法突出显示：识别的命令或函数名称，关键字，注释等以不同颜色显示。这使得理解结构更容易。
• 参数提示：如果键入函数名后跟括号，编辑器将显示所需参数列表的信息。 这样，可以更加简单的使用数百种支持的功能。
• 语法检查：您可以快速检查脚本的语法而不执行它。
• 代码片段库：您可以轻松地将某些经常使用的代码部分插入到脚本中。 （请参见下面的屏幕截图。）用户可以创建自己的代码片段作为该库的扩展。

为了插入谐振腔定义，还可以使用输入向导形式。 只需在表单字段中键入数字甚至数学表达式，您就会立即看到生成的相应脚本代码：

自定义表格

自V3起，RP Resonator可提供根据您的特殊需求量身定制的表格。这样的表格可以在脚本中定义 - 如果您愿意，可以自己定义，或者我们在技术能力范围内为您完成。

请参阅单独的页面，详细说明自定义表单。

图形输出

您的脚本可以定义一种或多种不同类型的图表，以便可视化计算结果。各种示例案例的页面上显示了示例。每个图表都显示在一个单独的窗口中，该窗口还允许您使用一个或两个光标测量位置，以GIF或PNG格式保存图形，以及将图形复制到Windows剪贴板。下面您将看到这样一个图形窗口的示例，显示光束半径与谐振腔内的位置。

综合文件

RP Resonator附带非常好的文档，即使在进行复杂的建模时，您也可以快速启动并高效工作：

这有一本PDF格式的手册，详细解释了（大约40页）物理模型的原理，用户界面，脚本语言等。 相关的联网的上下文使功能更加全面。 请参阅下面的屏幕截图以获得印象。

技术支持

任何剩余的问题都可以通过技术支持来解决。我们确保可以很快解决您可能遇到的任何问题。

用RP Resonator制作模型的演示

各种示例案例说明了可以用RP Resonator做什么：

• 环形谐振器：显示如何定义谐振器并生成一些图形
• 钛蓝宝石激光：一个更复杂的例子
• 具有自动优化的谐振器：演示如何优化谐振器
• 多通道放大器：具有自动几何计算的多通道放大器设置

（点击链接获取详细信息。）

许可证持有者可以使用这些和其他一些案例的输入脚本。 为了便于在新项目中启动，您只需复制最接近感兴趣案例的案例的示例文件即可。 并且，您也可以使用交互式表单轻松生成新脚本。