建模目的：使用VirutalLab模拟脉冲在自由空间的传输 vh$%9ed
<u2 }i<# 使用工具箱：基本工具箱 0\e IQp
<~WsD)=$ 脉冲参数：脉冲宽度为10fs，载波波长800nm，包含29个谐波场 {E@Lft-
A B4(+S*LA 自由空间传输距离：10mm =uS9JU ^ E
@H= :)* ; VirtualLab脉冲建模的一些概念的介绍 pej|!oX
v d[0X; 1) 脉冲传输 .h ifsB~
}"|K(hq 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 ajEjZ6 b}"N`,0dO
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： -X"p:=;j 2) 复数场 3qf
Y m}d
:>C2gS@ 传输时间用 来表示 lz?$f4TzA
X"fb; sGT 脉冲在时间上的宽度为 ，简称脉宽，一般脉宽长短依赖于横向位置并且随着传播改变 y2^Y /)
@"^0%/2- 脉冲的载波频率为 ' !eKTC>
p" KFJ 在光学中使用实数场表示会带来很多计算上的不便，为方便计算人们往往使用复数场Uc表示光场分量，在VirtualLab中也是这样。复数场Uc和实数场U之间的关系是： :s7m4!EF &__es{;P 3) 时间傅里叶变换 C@'h<[v`1v
l`f/4vy 任意点
处，光场的时域分布和对应的频域分布由傅里叶变换联系起来，如下所示： ;;#qmGoE %yv<y+yP~ 类似的定义同样适用于复数场 G6$kv2(k`@
*Qg _ F6y 4) 包络函数 q!|*oUW
zdYy^8V|z 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： @}}$zv6l, 其对应的频域谱为： Gz,i~XX
xe^Gs]fm 
H}hiT/+$
vH :LQ!2 1) 构建脉冲光源 WE: 24b6 ~f$|HP} hhCrUn" PS:高斯脉冲光谱窗口 K<>oa[B9
JvVWG'Z" 生成的载波波长为800nm的高斯脉冲光谱 3h$6t7=C
.y!<t} 2) 创建光路图LPD，选择高斯光源，并将高斯脉冲光谱导入高斯光源中，以形成脉冲光源 v|dBSX9k0
tMf}
STEP1：选择高斯光源(Gaussian Wave) RBs-_o+ %
Y^$X*U/q%U STEP2：在光源窗口选择光谱参数(Spectral Parameters) {>hC~L?6
onz?_SAW STEP3：在功率谱类型中选择波长列表(List of Wavelengths) #h`
V>;
`p2+&&]S STEP4：选择从图表中导入(Load from Diagram) ;:\<gVi:
8%A#`)fb
STEP5：选择上面生成高斯脉冲光谱 /|C*
RI(DXWM|h STEP6：OK，以生成高斯脉冲光源 Z2qW\E^_r
+BETF;0D 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 ;f #v0W `5
~*z% e*EL 
vq(0OPj8r[
_>(^tCo 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 WW4vn|0v 
<m)$K PS:在分析器中双击Optical Path Length Analyzer (OPLA)
PS：光程分析器窗口 JTSlWq4
6) 点击
，进行光程分析 kMi/ >gpQ K1 EynU
I PS1：左图为相位vs频率图 9g'Lk P
*>7 > g" PS2：由左图可见相位大致随频率线性变化，因此可对其进行线性拟合。在全相位中提取出线性拟合部分，剩余相位随频率的变化如右图所示。剩余相位是介质色散的结果，若介质无色散则相位完全线性的随频率变化，剩余相位为零(或任意常数) 8']M^|1
>3_jWFq 7) 查看探测器结果Detector Results ，获得（考虑色散的）时间偏移 Dfg2`l PS1：时间偏移量为33.3656ps Wbr|_W
8) 使用VirtualLab提供的场测量工具，选择点测量（Point Evaluation）即显示某一点上光场的特性 8 OY 3A JTO~9>$ B PS:在中心位置处测量光场随波长变化 FGigbtj`
PS：中心位置处不同波长对应的电场振幅 U gu[|,
9) 点击
键，对上述结果进行逆向时间傅里叶变换 LlX {#R
! h"Kq>9 T 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 UO0{): w>
PS：电场振幅在时域中的分布 %7zuQ \w
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 QM5R`i{r
-]/I73! b PS:转换为真实的场 PRu 6xsyA
PS：将包络函数转换为真实场 (eI5 _`'VC
11) 其它场测量工具 i2E )P x
!=;+%C&8y 线测量工具
，即显示某线段上光场的分布及特性 }zkHJxZgE K2M~-S3 PS：在输出光场上划定线段 D!{Y$;
PS：选择线测量工具，测量光场随波长的变化 t3*wjQ3
PS：获取线段上不同波长对应的电场振幅 1O/+8yw
12) 对其进行逆向时间傅里叶变换，得到该线段上每一点的包络函数 ciBP7>'::
Ixb=L (V sF!($k;!
QQ：2987619807
