建模目的：使用VirutalLab模拟脉冲在自由空间的传输 \Mi< ROp5
PD?H5W3@ 使用工具箱：基本工具箱 >X F@=J p
P<hqr; 脉冲参数：脉冲宽度为10fs，载波波长800nm，包含29个谐波场 ~"N]%Cu
9HE)!Co l 自由空间传输距离：10mm ]V_9 [=%
ec=C7M
| VirtualLab脉冲建模的一些概念的介绍 pV!(#45 ~W
+C kK4<dF 1) 脉冲传输 =aCv
Xa&,
[D) A + 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 Xw%z#6l 2g$ Wv :E3
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： Y5
dt?a 2) 复数场 H{BjxZ~)
G\of g 传输时间用 来表示 x R.Ql >
oAL-v428 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 p d6 d(
`u U@( 脉冲的载波频率为 wKYfqNCH
ivm.n g[ 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： cZYX[.oIB ;kbz( :wA 3) 时间傅里叶变换 +[ F8>9o&
QUNsS9 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： Q3D xjD fTeo,N 类似的定义同样适用于复数场 25 (\'484>
;i]cmy 4) 包络函数 s0 :1G
-I
"$)2| 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： LF0~H}S;6B 其对应的频域谱为： K( p1+ GHC
k5( $b{ 
2{& " 3dq
ZoUf Q!2* 1) 构建脉冲光源 )Q8Q#S 82<L07fB \ Q6Ip@? PS:高斯脉冲光谱窗口 WO{N@f^
z23KSPo 生成的载波波长为800nm的高斯脉冲光谱 , QQ:o'I!
K5KN}sRs" 2) 创建光路图LPD，选择高斯光源，并将高斯脉冲光谱导入高斯光源中，以形成脉冲光源 =$'Zmb
[D
:$WRV- STEP1：选择高斯光源(Gaussian Wave) uC3$iY:_e
Y PM>FDxDB STEP2：在光源窗口选择光谱参数(Spectral Parameters) O []+v
OLi;/(g STEP3：在功率谱类型中选择波长列表(List of Wavelengths) a'\`Mi@rb
rQWft r^ STEP4：选择从图表中导入(Load from Diagram) 7+y sE
7Ct m({I- STEP5：选择上面生成高斯脉冲光谱 0Zq" -
n0m9|T& STEP6：OK，以生成高斯脉冲光源 h {m]n!
O<K r6+
- 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 ;(a fz?T
g R6:J 
NlDM/
,&k 5 Qq 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 ;)kBJ @ 
`A'*x]l PS:在分析器中双击Optical Path Length Analyzer (OPLA)
PS：光程分析器窗口 @|^C h+%@
6) 点击
，进行光程分析 OT [t
EqQ &a0%7ea`.S PS1：左图为相位vs频率图 KGJB.<Be
M$GD8|*e PS2：由左图可见相位大致随频率线性变化，因此可对其进行线性拟合。在全相位中提取出线性拟合部分，剩余相位随频率的变化如右图所示。剩余相位是介质色散的结果，若介质无色散则相位完全线性的随频率变化，剩余相位为零(或任意常数) :eO]65N
:G-1VtE n 7) 查看探测器结果Detector Results ，获得（考虑色散的）时间偏移 Ax\Fg
5 PS1：时间偏移量为33.3656ps 7#&s G
8) 使用VirtualLab提供的场测量工具，选择点测量（Point Evaluation）即显示某一点上光场的特性 jzV#%O{` H(X~ =r PS:在中心位置处测量光场随波长变化 vQ h'C.
PS：中心位置处不同波长对应的电场振幅 M|Se| *w
9) 点击
键，对上述结果进行逆向时间傅里叶变换 ] * Hz'
vi2xonq^ PS：输入OPLA探测的时间偏移量33.3656ps以使变换结果居中于该时间点 qN) cB?+
PS：电场振幅在时域中的分布 iN>< m|
10) 逆向时间傅里叶变换所得结果为时域中脉冲的包络函数，将包络函数乘以 ，即转换为真实场 <L`R!}
q&M;rIo ? PS:转换为真实的场 MVCCh+,GI
PS：将包络函数转换为真实场 qm '$R3g
11) 其它场测量工具 ~\^8
^
/j^zHrL N 线测量工具
，即显示某线段上光场的分布及特性 .{} t[U nMnc&8r PS：在输出光场上划定线段 ]uZH 0
PS：选择线测量工具，测量光场随波长的变化 "6}+|!"$
PS：获取线段上不同波长对应的电场振幅 P-mrH
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 m&\Gz *)3
&A9+%kOk> ff0B*0
QQ：2987619807
