建模目的：使用VirutalLab模拟脉冲在自由空间的传输 p> 0n~e
>0jg2vqt 使用工具箱：基本工具箱 Jbqm?Fy4X
L=-v>YL+ 脉冲参数：脉冲宽度为10fs，载波波长800nm，包含29个谐波场 $n9Bp'<
S5xum_Dq 自由空间传输距离：10mm J4^a D;j
A{KF<Omu VirtualLab脉冲建模的一些概念的介绍 <lHVch"(^$
[<A|\d'x 1) 脉冲传输 Z'4oE
)
=Mok bK2 作为任意的电磁场，脉冲由电场矢量E（r, t）和磁场矢量H（r, t），共六个矢量分量来表示，这六个分量均为实值函数，后面我们用函数U（r, t）表示其中任意一个分量 LHgEb9\Q Y.v. EZ
VirtualLab可以模拟脉冲传输，在一个输入平面 定义脉冲，此后脉冲传输通过一个系统并在输出平面 显示，数学表达式如下： +G?nmXG[vj 2) 复数场 @vkO(o
.Fn7yTQ% 传输时间用 来表示 VF] ~J=>i
<aGfQg|554 脉冲在时间上的宽度为 ，简称脉宽，一般脉宽长短依赖于横向位置并且随着传播改变 Tn 3<cO7v
u8i!Fxu 脉冲的载波频率为 gKWsmx
处，光场的时域分布和对应的频域分布由傅里叶变换联系起来，如下所示： tc<ly{ 1c =^S1+B
MY- 类似的定义同样适用于复数场 @Xj6h!"R
!1cVg
ls| 4) 包络函数 jK9#.
0
Y>2 kOE VirtualLab在模拟中使用了包络函数 的概念。包络函数是以 为中心时脉冲时域分布并除去载波因子 后剩余的部分。因此，其定义如下： 4-veO3&.h 其对应的频域谱为： Ym5ji$ !2
QO(P_az3mg 
r *XEne
pL ea 4 1) 构建脉冲光源 4<Q^/-W lzup! `g g|rbkK%SoE PS:高斯脉冲光谱窗口 k9vzxZ%s:
9s@$P7N5B 生成的载波波长为800nm的高斯脉冲光谱 >,)tRQ S
l.`f^K=8 2) 创建光路图LPD，选择高斯光源，并将高斯脉冲光谱导入高斯光源中，以形成脉冲光源 |w w@V<'/#
@<,YUp,%S STEP1：选择高斯光源(Gaussian Wave) lD\ vq 2
$~FnBD%|{ STEP2：在光源窗口选择光谱参数(Spectral Parameters) #Z>EX?VS:
vo JmNH STEP3：在功率谱类型中选择波长列表(List of Wavelengths) n/jZi54gO
l0-zu6i w STEP4：选择从图表中导入(Load from Diagram) 5svM3 #
&yN/ AY`U STEP5：选择上面生成高斯脉冲光谱 -N ~eb^3[c
95%QF;h STEP6：OK，以生成高斯脉冲光源 nYbI =_-
W2W4w 3) 选择虚拟屏作为探测器，并将光源与虚拟屏连接起来，二者间距离设置为10mm mcqLN 5
Hm*?<o9mxC 
>0Gdxj]\
\1R<GBC4 5) 引入光程分析器（Optical Path Length Analyzer，以下简称OPLA），以获取脉冲的时间偏移 2~(\d\k 
VYC$Q;Z PS:在分析器中双击Optical Path Length Analyzer (OPLA)
PS：光程分析器窗口 Q dtGFY4f,
6) 点击
，进行光程分析 >y{oC5S )$oboA v# PS1：左图为相位vs频率图 O{w'i|
. \:{6_ PS2：由左图可见相位大致随频率线性变化，因此可对其进行线性拟合。在全相位中提取出线性拟合部分，剩余相位随频率的变化如右图所示。剩余相位是介质色散的结果，若介质无色散则相位完全线性的随频率变化，剩余相位为零(或任意常数) u#r[JF9LP
U,2H) {l/ 7) 查看探测器结果Detector Results ，获得（考虑色散的）时间偏移 |QcE5UC PS1：时间偏移量为33.3656ps Xa h-*]ET
8) 使用VirtualLab提供的场测量工具，选择点测量（Point Evaluation）即显示某一点上光场的特性 +o[- ED 1b4/ PS:在中心位置处测量光场随波长变化 nTQ &nu!
PS：中心位置处不同波长对应的电场振幅 ,wPvv(b]a
9) 点击
键，对上述结果进行逆向时间傅里叶变换 *j"u~ N F
u EX+j PS：输入OPLA探测的时间偏移量33.3656ps以使变换结果居中于该时间点 5,Hj$v7fe
PS：电场振幅在时域中的分布 @=G6fW:
10) 逆向时间傅里叶变换所得结果为时域中脉冲的包络函数，将包络函数乘以 ，即转换为真实场 z3l(4W P
c|K N@)A PS:转换为真实的场 |';oIYs| $
PS：将包络函数转换为真实场 -jdhdh
11) 其它场测量工具 nXFPoR)T
5eJMu=UpR 线测量工具
，即显示某线段上光场的分布及特性 6<qVeO&uZ S&Szc0-|k PS：在输出光场上划定线段 ngI3.v/R
PS：选择线测量工具，测量光场随波长的变化 rS&"UH?c7
PS：获取线段上不同波长对应的电场振幅 tTcff9ee
12) 对其进行逆向时间傅里叶变换，得到该线段上每一点的包络函数 d J &f +
}ofx?s} < 2,NWn .
QQ：2987619807
