开源激光计算器LaserCalc

基础功能

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$g_1,g_2$分别是$1?\frac{L}{R_1},1?\frac{L}{R_2}$，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。

材料

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。

工具

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