建模目的：使用VirutalLab模拟脉冲在自由空间的传输 =~LJ3sIX
[AJJSd /: 使用工具箱：基本工具箱 }4X0epPp;:
V0 a3<6@4 脉冲参数：脉冲宽度为10fs，载波波长800nm，包含29个谐波场 -jm Y)(\
+R75v ) 自由空间传输距离：10mm i SQu#p @
|-~Y#] VirtualLab脉冲建模的一些概念的介绍 &=m tc%mL
XW92gI<O 1) 脉冲传输 @BMx!r5kn
4E }Yt$| 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 ;5( UzQU P16~Qj
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： SSzIih@u 2) 复数场 0JujesUw(
#~=R y H 传输时间用 来表示 ti,d&c _7
Y8t8!{ytg 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 e s0hm2HT3
kD"{g#c 脉冲的载波频率为 $<[79al#
}c:M^Ff 在光学中使用实数场表示会带来很多计算上的不便，为方便计算人们往往使用复数场Uc表示光场分量，在VirtualLab中也是这样。复数场Uc和实数场U之间的关系是： @IZnFHN bpa?C 3) 时间傅里叶变换 .*Qx\,
F,CT Z~ 任意点
处，光场的时域分布和对应的频域分布由傅里叶变换联系起来，如下所示： e]$s
t? >=w)x,0yX 类似的定义同样适用于复数场 fI|$K )K
.x&%HA 4) 包络函数 ZWm6eD
_,*r_D61S VirtualLab在模拟中使用了包络函数 的概念。包络函数是以 为中心时脉冲时域分布并除去载波因子 后剩余的部分。因此，其定义如下： &BSn? 其对应的频域谱为： X"*5+* z]
9W);rL|5 
-trkA'ewZ
b\,+f n 1) 构建脉冲光源 {Y1C k5 0PCGDLk8 ]eV8b*d6 PS:高斯脉冲光谱窗口 NwfVL4Xg
1{.9uw"2S 生成的载波波长为800nm的高斯脉冲光谱 DVeE 1Q
|5 ]X| v 2) 创建光路图LPD，选择高斯光源，并将高斯脉冲光谱导入高斯光源中，以形成脉冲光源 ,`sv1xwd
!bP@ n STEP1：选择高斯光源(Gaussian Wave) 8RHUeRX
!H\F2Vxs STEP2：在光源窗口选择光谱参数(Spectral Parameters) z0 Z%m @
>@Kx>cg+ STEP3：在功率谱类型中选择波长列表(List of Wavelengths) &xExyz~`
tT._VK]o&R STEP4：选择从图表中导入(Load from Diagram) /zox$p$?h
vw@S>G lGg STEP5：选择上面生成高斯脉冲光谱 qcRs$- J
dD@(z: 5M\ STEP6：OK，以生成高斯脉冲光源 c[s4EUG
u]G\H!Wk Q 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 4 H&#q>
"EJ~QCW*Yh 
^kSqsT"
h>bx}$q 5) 引入光程分析器（Optical Path Length Analyzer，以下简称OPLA），以获取脉冲的时间偏移 7PF%76TO 
VS|2|n1<6 PS:在分析器中双击Optical Path Length Analyzer (OPLA)
PS：光程分析器窗口 ,]/X\t5]D
6) 点击
，进行光程分析 KG{St{uJ 'O-"\J\ PS1：左图为相位vs频率图 'we>q@
nT)vNWT= PS2：由左图可见相位大致随频率线性变化，因此可对其进行线性拟合。在全相位中提取出线性拟合部分，剩余相位随频率的变化如右图所示。剩余相位是介质色散的结果，若介质无色散则相位完全线性的随频率变化，剩余相位为零(或任意常数) Z #m+ObHK1
& >}5jC.I 7) 查看探测器结果Detector Results ，获得（考虑色散的）时间偏移 +W+|%qM,\ PS1：时间偏移量为33.3656ps U`s{Jm
8) 使用VirtualLab提供的场测量工具，选择点测量（Point Evaluation）即显示某一点上光场的特性 =?`c=z3~i$ >KKMcTOYY PS:在中心位置处测量光场随波长变化 JjS?
PS：中心位置处不同波长对应的电场振幅 |gY^)9ei
9) 点击
键，对上述结果进行逆向时间傅里叶变换 BD7N i^qI$
Vf1 ^4 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 Q=dy<kg']
PS：电场振幅在时域中的分布 -D~%|).'
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 Z$? #
L{Vqh0QD& PS:转换为真实的场 e@YK@?^#N
PS：将包络函数转换为真实场 +qdEq _ m
11) 其它场测量工具 Uo ix
>c}u>] D 线测量工具
，即显示某线段上光场的分布及特性 )Bf Aw YZJyk:H\ PS：在输出光场上划定线段 2I{"XB
PS：选择线测量工具，测量光场随波长的变化 <QGXy=
PS：获取线段上不同波长对应的电场振幅 h!9ei6
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 S`Rs 82>
PeEj&4k E&:,oG2M
QQ：2987619807
