建模目的：使用VirutalLab模拟脉冲在自由空间的传输 ^POHQQ
6_|iXs(& 使用工具箱：基本工具箱 }Q $}LR@
}`KK 脉冲参数：脉冲宽度为10fs，载波波长800nm，包含29个谐波场 ICck 0S!
`eZzYe(N 自由空间传输距离：10mm ! Gob `# r
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/[jo\ VirtualLab脉冲建模的一些概念的介绍 Gyx4}pV
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jA C Lo 1) 脉冲传输 WC0z'N({W
4V tu g> 作为任意的电磁场，脉冲由电场矢量E（r, t）和磁场矢量H（r, t），共六个矢量分量来表示，这六个分量均为实值函数，后面我们用函数U（r, t）表示其中任意一个分量 "<Ozoo1&w 8 8Nx/:#Y*
VirtualLab可以模拟脉冲传输，在一个输入平面 定义脉冲，此后脉冲传输通过一个系统并在输出平面 显示，数学表达式如下： +YZ*>ki 2) 复数场 0N;~(Vt2
hL4T7` 传输时间用 来表示 mR["xDHD
/H4Z.|@ 脉冲在时间上的宽度为 ，简称脉宽，一般脉宽长短依赖于横向位置并且随着传播改变 n%|og^\ 0
'tTUro1~ 脉冲的载波频率为 Tp46K\}Uf
W wsH7X) 在光学中使用实数场表示会带来很多计算上的不便，为方便计算人们往往使用复数场Uc表示光场分量，在VirtualLab中也是这样。复数场Uc和实数场U之间的关系是： ^H"o= K8= u9nJ;: 3) 时间傅里叶变换 Su/8P[q_
n6AA%? 5 任意点
处，光场的时域分布和对应的频域分布由傅里叶变换联系起来，如下所示： ?f}?I`S, s&h J[$i 类似的定义同样适用于复数场 GCf,Gfmr
_(zZrUHB 4) 包络函数 M"Dv -#f
LBxmozT 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： ?(Se$iTZ 其对应的频域谱为： (Bq^
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N0DzFXp 
D @2L<!\
6k_Uq.<X 1) 构建脉冲光源 3Ccy %; kmUL^vF 2FR+Z3&z PS:高斯脉冲光谱窗口 ? g\e mhG
;6 eBfMhL 生成的载波波长为800nm的高斯脉冲光谱 rD+mI/ _J`
h1t~hrq 2) 创建光路图LPD，选择高斯光源，并将高斯脉冲光谱导入高斯光源中，以形成脉冲光源 wz '=
({ O~O5k STEP1：选择高斯光源(Gaussian Wave) 7fI2b,~
0G31Kou STEP2：在光源窗口选择光谱参数(Spectral Parameters) NbC2N)L4
)I#{ \^ STEP3：在功率谱类型中选择波长列表(List of Wavelengths) ^Q6?T(%$
@ ]40xKF STEP4：选择从图表中导入(Load from Diagram) Oa2\\I
ZNVrja* STEP5：选择上面生成高斯脉冲光谱 z auDw V=
MyZVx|7 E STEP6：OK，以生成高斯脉冲光源 X n8&&w"
ol lsB3]] 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 HfZ ^ED"}
c]h@<wnv 
]5K+W
Y[l<fbh(} 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 qu1+.z=| 
RL:B.Lv/W PS:在分析器中双击Optical Path Length Analyzer (OPLA)
PS：光程分析器窗口 )X ;051Q
6) 点击
，进行光程分析 N>Ih2>8t DK
eB%k PS1：左图为相位vs频率图 4Q/{l qG
l$1NI#& PS2：由左图可见相位大致随频率线性变化，因此可对其进行线性拟合。在全相位中提取出线性拟合部分，剩余相位随频率的变化如右图所示。剩余相位是介质色散的结果，若介质无色散则相位完全线性的随频率变化，剩余相位为零(或任意常数) _RzF h
(i L*1f 7) 查看探测器结果Detector Results ，获得（考虑色散的）时间偏移 P1 AC2<H PS1：时间偏移量为33.3656ps X;H\u6-|>6
8) 使用VirtualLab提供的场测量工具，选择点测量（Point Evaluation）即显示某一点上光场的特性 DF_wMv:>^ ~4pP(
JP PS:在中心位置处测量光场随波长变化 ?2l `%l5(
PS：中心位置处不同波长对应的电场振幅 Th$Z9+()
9) 点击
键，对上述结果进行逆向时间傅里叶变换 _Dd>e=v
Um}AV 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 OLPY<ax
PS：电场振幅在时域中的分布 HdgNy \
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 7nNNc[d*=
d!w3LwZ PS:转换为真实的场 *L9v(Kc
PS：将包络函数转换为真实场 F)KR8 (
11) 其它场测量工具 MT"&|Og
5[g\.yi2_] 线测量工具
，即显示某线段上光场的分布及特性 pmUf*u- S.4+tf 7+ PS：在输出光场上划定线段 hf]m'5pb
PS：选择线测量工具，测量光场随波长的变化 xu_,0 ZT]{
PS：获取线段上不同波长对应的电场振幅 H0#=oJr$)W
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 p J_+n:_{
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QQ：2987619807
