建模目的：使用VirutalLab模拟脉冲在自由空间的传输 IG|u;PH<
<o9i;[+H- 使用工具箱：基本工具箱 QDj%m %Xd
T *@o?U 脉冲参数：脉冲宽度为10fs，载波波长800nm，包含29个谐波场 4r83;3WXs
u[ KxI9Q 自由空间传输距离：10mm sMAj?]hI$
FO>!T@0G VirtualLab脉冲建模的一些概念的介绍 Vo^J2[U
0'f\>4B 1) 脉冲传输 DZm Vm['l
I*j~5fsS' 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 YJ6:O {AL1 Y5 ;a
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： SFh<>J^ 0a 2) 复数场 ez9F!1
y$n I?:d 传输时间用 来表示 e wT
K2
a e-tAA[1Y 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 Ax\d{0/oL2
-rYb{<;ST 脉冲的载波频率为 CB-;Jqb
g $2#TWW5 在光学中使用实数场表示会带来很多计算上的不便，为方便计算人们往往使用复数场Uc表示光场分量，在VirtualLab中也是这样。复数场Uc和实数场U之间的关系是： L|<j/bP Z3MhHvvgp{ 3) 时间傅里叶变换 (e5Z^9 X
@%u}|iF| 任意点
处，光场的时域分布和对应的频域分布由傅里叶变换联系起来，如下所示： 8R\6hYJ%F 2w1Mf<IXPo 类似的定义同样适用于复数场 jM6$R1HX
&e).l<B 4) 包络函数 s/~[/2[bnf
Dn#5H{D-d 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： Dqwd=$2% 其对应的频域谱为： W}D[9zo/
&"tQpw5 
p\ 'X%R
v\!Cq+lFML 1) 构建脉冲光源 d1^5r
31 |yOIC,5[JW 9_& ]7ABV PS:高斯脉冲光谱窗口 &2@Rc?!6_P
mpDxJk! 生成的载波波长为800nm的高斯脉冲光谱 Op 9+5]XF
\Z%_dT} 2) 创建光路图LPD，选择高斯光源，并将高斯脉冲光谱导入高斯光源中，以形成脉冲光源 1,Pg^Xu
Z$Qwn STEP1：选择高斯光源(Gaussian Wave) DBvozTsF~
_Eq,udCso STEP2：在光源窗口选择光谱参数(Spectral Parameters) LG(" <CU
0H}O6kU STEP3：在功率谱类型中选择波长列表(List of Wavelengths) 6_9@s*=d>
@Y9tkJIt STEP4：选择从图表中导入(Load from Diagram) !14v Ovj4{
Ve"M8-{oKk STEP5：选择上面生成高斯脉冲光谱 11A;z[Zk
a*_"
nI&lr STEP6：OK，以生成高斯脉冲光源 ~ me/ve
j{ri]?p 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 ldaT:
er9
[-)B I|S: 
=G 'c %
q { q;X{ 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 ICWH Eot 
`7V'A PS:在分析器中双击Optical Path Length Analyzer (OPLA)
PS：光程分析器窗口 3XUie;*`
6) 点击
，进行光程分析 l>7?B2^<E G$lE0_j2{ PS1：左图为相位vs频率图 [&p/7
JWxSN9.X PS2：由左图可见相位大致随频率线性变化，因此可对其进行线性拟合。在全相位中提取出线性拟合部分，剩余相位随频率的变化如右图所示。剩余相位是介质色散的结果，若介质无色散则相位完全线性的随频率变化，剩余相位为零(或任意常数) TPi{c_
]
- l0X]&Ex 7) 查看探测器结果Detector Results ，获得（考虑色散的）时间偏移 xUB{{ 8B:L PS1：时间偏移量为33.3656ps 7 z+Ngt' !
8) 使用VirtualLab提供的场测量工具，选择点测量（Point Evaluation）即显示某一点上光场的特性 qi1#s, [5P1 pkZ PS:在中心位置处测量光场随波长变化 V:8{MO(C\
PS：中心位置处不同波长对应的电场振幅 S <++eu
9) 点击
键，对上述结果进行逆向时间傅里叶变换 l27J
"," to PS：输入OPLA探测的时间偏移量33.3656ps以使变换结果居中于该时间点 Vf$q3X
PS：电场振幅在时域中的分布 >% E= l
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 6"o@d8>v
\.`{nq PS:转换为真实的场 ].x`Fq3
PS：将包络函数转换为真实场 ue!wo-|#G
11) 其它场测量工具 $w! v
%uy?@ e 线测量工具
，即显示某线段上光场的分布及特性 ju/#V}N [F^j(qTR PS：在输出光场上划定线段 (=QiXX1r
PS：选择线测量工具，测量光场随波长的变化 m/1;os5+8
PS：获取线段上不同波长对应的电场振幅 x^!LA,`j
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 20B U;D3
8F T@TUFb _n!W4zwi
QQ：2987619807
