建模目的：使用VirutalLab模拟脉冲在自由空间的传输 oA4<AJ2
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[ 使用工具箱：基本工具箱 4^k+wQU
QoS]QY'bZ 脉冲参数：脉冲宽度为10fs，载波波长800nm，包含29个谐波场 ; &
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?:#$btmn? 自由空间传输距离：10mm t{O2JF#5u
14yzGhA VirtualLab脉冲建模的一些概念的介绍 c> ":g~w
QVe<Z A8N; 1) 脉冲传输 ,Ofou8C6
F<(?N!C?@ 作为任意的电磁场，脉冲由电场矢量E（r, t）和磁场矢量H（r, t），共六个矢量分量来表示，这六个分量均为实值函数，后面我们用函数U（r, t）表示其中任意一个分量 9%DLdc\z; &W
N
R {
VirtualLab可以模拟脉冲传输，在一个输入平面 定义脉冲，此后脉冲传输通过一个系统并在输出平面 显示，数学表达式如下： YT<(2u#Ng 2) 复数场 YRU#/ TP
S~V?Qe@&Z 传输时间用 来表示 8 )= "Ee
J:0`* 7 脉冲在时间上的宽度为 ，简称脉宽，一般脉宽长短依赖于横向位置并且随着传播改变 _nec6=S6(
c@{M),C~ E 脉冲的载波频率为 -!X\xA/KN
vn ^* 在光学中使用实数场表示会带来很多计算上的不便，为方便计算人们往往使用复数场Uc表示光场分量，在VirtualLab中也是这样。复数场Uc和实数场U之间的关系是： qKNHhXi v+
"9& 3) 时间傅里叶变换 PGA
`R
m>+ e;5 任意点
处，光场的时域分布和对应的频域分布由傅里叶变换联系起来，如下所示： R?}<Cj I ]%[. > mR 类似的定义同样适用于复数场 `,Y/!(:;
F*=}}H / 4) 包络函数 92Rm{n
#XeabcOQ VirtualLab在模拟中使用了包络函数 的概念。包络函数是以 为中心时脉冲时域分布并除去载波因子 后剩余的部分。因此，其定义如下： 2Y%E.){ 其对应的频域谱为： .gA4gI1kH
.>@]Im 
9Nu:{_YoP
w>&g' 1) 构建脉冲光源 0-8'. C1v E*8).'S%k VevDW }4q* PS:高斯脉冲光谱窗口 P;ovPyoO
xN 44>3# 生成的载波波长为800nm的高斯脉冲光谱 2UEjn>2
MzIn~[\ 2) 创建光路图LPD，选择高斯光源，并将高斯脉冲光谱导入高斯光源中，以形成脉冲光源 ]gmkajCzD
n hG h5, STEP1：选择高斯光源(Gaussian Wave) -{eI6#z|\A
I->4Q&3 STEP2：在光源窗口选择光谱参数(Spectral Parameters) "K#zY~>L
wE#z)2?`\ STEP3：在功率谱类型中选择波长列表(List of Wavelengths) )OV2CP
a/U4pSug STEP4：选择从图表中导入(Load from Diagram) S0tPnwco[~
nf S.0\z STEP5：选择上面生成高斯脉冲光谱 SHN'$f0Mb
;% PI STEP6：OK，以生成高斯脉冲光源 Z1oUAzpj4
<@+{EK'`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 </|m^$v
jU=n\o=? 
r*t\F& D
WS 1#i\0 5) 引入光程分析器（Optical Path Length Analyzer，以下简称OPLA），以获取脉冲的时间偏移 pFwh v w 
a f UOIM PS:在分析器中双击Optical Path Length Analyzer (OPLA)
PS：光程分析器窗口 AR7]~+ X
6) 点击
，进行光程分析 [,ZHn$\ ] F2{:RW PS1：左图为相位vs频率图 I=K|1
3ULn ]jA 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) 7oZtbBs]M
Oi\,clR^[o 7) 查看探测器结果Detector Results ，获得（考虑色散的）时间偏移 =\i{dj PS1：时间偏移量为33.3656ps HMVyXulU
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 MLt'tzgl T7j,%ay9 PS:在中心位置处测量光场随波长变化 ]xN )>A2
PS：中心位置处不同波长对应的电场振幅 $;B0x
9) 点击
键，对上述结果进行逆向时间傅里叶变换 R9 O1#s ^
Mt%=z9OLq9 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 aYcc2N%C
PS：电场振幅在时域中的分布 GJn ~x
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 .X{U\{c| a
2G)q?_Q4S PS:转换为真实的场 #iP5@:!Wm~
PS：将包络函数转换为真实场 O@sJ#i>
11) 其它场测量工具 (sx,Ol
3nX={72<b 线测量工具
，即显示某线段上光场的分布及特性 xc_-1u4a9 ? 7R&=B1g PS：在输出光场上划定线段 4' ` y5E
PS：选择线测量工具，测量光场随波长的变化 z*G(AcS)
PS：获取线段上不同波长对应的电场振幅 e6uVUzP4
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 ZMmf!cKY:'
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QQ：2987619807
