谐振腔模式的特征向量法快速计算分析

用特征向量法模拟较大菲涅耳数激光谐振腔时,采用梯形积分法计算效率较低。为了解决这一问题,通过理论分析谐振腔输出模式的空间带宽积,确定计算传输矩阵时最少的取样点数。采用高斯积分法计算传输矩阵,该方法在保证啁啾函数计算精度的同时使传输矩阵尺寸满足最少取样要求。通过对菲涅耳数为10的方形镜平凹谐振腔进行数值模拟可知,传统方法的传输矩阵尺寸为10000×10000,谐振腔特征模式的计算时间为412.47s,本文中的计算方法需要的传输矩阵尺寸为3600×3600,计算时间为51.34s。结果表明,本文中的计算方法能大幅度提高特征向量法的计算效率,同时减少计算机内存的消耗。