建模目的：使用VirutalLab模拟脉冲在自由空间的传输 f ~*7hv\
pH2/." zE< 使用工具箱：基本工具箱 @ze2'56F}
6uv~.-T<l 脉冲参数：脉冲宽度为10fs，载波波长800nm，包含29个谐波场 CPL,QVO9
aNs8T` 自由空间传输距离：10mm M D*dq
ZPY&q&R VirtualLab脉冲建模的一些概念的介绍 BG8/
1hlU
6 =Y 1) 脉冲传输 k$ T
_R b2jq(&0 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 ij|>hQC5i ar\ K8mj
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： .he U
Ir, 2) 复数场 >_xuXEslUz
H]
g=(
%ok 传输时间用 来表示 SB08-G2
,[T/O\k 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 $5/d?q-ts{
G@`ZDn 脉冲的载波频率为 -)B_o#2= 2
$qr6LIKGw 在光学中使用实数场表示会带来很多计算上的不便，为方便计算人们往往使用复数场Uc表示光场分量，在VirtualLab中也是这样。复数场Uc和实数场U之间的关系是： !zm;C@}ln Y8^ WuN$ 3) 时间傅里叶变换 A^p{Cq@E
^ -Ygh[x 任意点
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： !V(r
p 80 f1v4h[)- 类似的定义同样适用于复数场 ]j>`BK>FE
|`Noj+T47I 4) 包络函数 fN&uat 7
#AB5}rPEI 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： rjiHP;-t1 其对应的频域谱为： 8!cHRtqK
:F@Uq<~( 
<ShA_+Nd
Y)]C.V,~ 1) 构建脉冲光源 Vs{\ YfF c zU " I#M>b:"t e PS:高斯脉冲光谱窗口 pqb`g@
qB,0(I1-! 生成的载波波长为800nm的高斯脉冲光谱 nw% 9Qw
-a VC` 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 A)3H`L
Q!qD3<?5 STEP1：选择高斯光源(Gaussian Wave) +0z7}u\x
@!'}=?` STEP2：在光源窗口选择光谱参数(Spectral Parameters) 23 i 2yT
qbeUc5`1 STEP3：在功率谱类型中选择波长列表(List of Wavelengths) }mK,Bi ?bj
"O0xh_Nr STEP4：选择从图表中导入(Load from Diagram) }.&;NgZS
&mmaoWR STEP5：选择上面生成高斯脉冲光谱 OqDP{X:
7L6L{~8
W STEP6：OK，以生成高斯脉冲光源 mICEJ\`x
5\XD/Q M 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 ;5.&TQT
%b<W]HwA 
+x}9a~QG#
)MK $E ,W 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 Iq4B%xo6G 
z8awND PS:在分析器中双击Optical Path Length Analyzer (OPLA)
PS：光程分析器窗口 B+U:=591
6) 点击
，进行光程分析 +Tu? PuT7k -u'"l(n)~ PS1：左图为相位vs频率图 oV0 45G
.4[3r[ 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) ^M6lF5
Z s=A<[ 7) 查看探测器结果Detector Results ，获得（考虑色散的）时间偏移 4jC)"tch PS1：时间偏移量为33.3656ps kt)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 7]zZdqG&p` +"<+JRI(M5 PS:在中心位置处测量光场随波长变化 y4 2 Cg
PS：中心位置处不同波长对应的电场振幅 }URdoTOvb
9) 点击
键，对上述结果进行逆向时间傅里叶变换 gAdqZJR%]
]&]DF Y~n 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 r4X}U|s!0
PS：电场振幅在时域中的分布 lMGO4U[z
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 Fy Ih\
0t^FM< 7G PS:转换为真实的场 {<gv1Yht
PS：将包络函数转换为真实场 v { >3) $1
11) 其它场测量工具 4BCe;Q^6
$$NWN?H~ 线测量工具
，即显示某线段上光场的分布及特性 *}lLV.+A b|Emu!9U
PS：在输出光场上划定线段 IoL i7NKw
PS：选择线测量工具，测量光场随波长的变化 Vn sV&cx
PS：获取线段上不同波长对应的电场振幅 Fb]+h)on
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 rN} 8 ~j
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QQ：2987619807
