建模目的：使用VirutalLab模拟脉冲在自由空间的传输
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WR|n> i@m 使用工具箱：基本工具箱 O Ko)p`BX
S"=y >.# 脉冲参数：脉冲宽度为10fs，载波波长800nm，包含29个谐波场 J^w!? nk
DjLSl, Z 自由空间传输距离：10mm )70i/%}7
LC >bZ!(i# VirtualLab脉冲建模的一些概念的介绍 "5wer5?
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2|a5xTzH 1) 脉冲传输 iVaCX Xf '
W^e"()d/Z
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 y@Gl'@-O tRtoA5
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： r+RFDg/ 2) 复数场 }+@GgipyO.
?z pN09e 传输时间用 来表示 w|,BT M:e
B0+ r 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 *`]#ntz 9
5mqwNA v 脉冲的载波频率为 5jNDr`pnu
\8^c"%v,: 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： 0FAe5
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;z1\n 3, 3) 时间傅里叶变换 Mn<#rBE B
Ss~yy0 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： \cx==[& ( xg.o7-^M 类似的定义同样适用于复数场 ']&rPv kL
FW@(MIH 4) 包络函数 V N/v]
w7E7r?)Wl| 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： b+#A=Z+Pr 其对应的频域谱为： Vi*HG &DD
dCn'IM1 
X,mqQ7+
c'}dsq\ 1) 构建脉冲光源 HU1ZQkf s( 0"r. I .> SC PS:高斯脉冲光谱窗口 "o}}[hRP
oMeIXb)z 生成的载波波长为800nm的高斯脉冲光谱 _&R lR
oYmLJzCf 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 f&2f8@
@b 3jO STEP1：选择高斯光源(Gaussian Wave) _ `~\zzUZ
WNO!6*+ STEP2：在光源窗口选择光谱参数(Spectral Parameters) e-EY]%JO
;r3Xh)k; STEP3：在功率谱类型中选择波长列表(List of Wavelengths) a,ZmDkzuv
#V-0-n,` STEP4：选择从图表中导入(Load from Diagram) [))TL
MO%kUq|pg STEP5：选择上面生成高斯脉冲光谱 ?}ly` J s
P*:9u > STEP6：OK，以生成高斯脉冲光源 #`o]{UfW
GX#SCZ&}C 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 Iw[7;B5v
| k?r1dj%O 
hM "6-60
)WH;G:$&" 5) 引入光程分析器（Optical Path Length Analyzer，以下简称OPLA），以获取脉冲的时间偏移 fq<JX5DE R 
Ba# wW
E PS:在分析器中双击Optical Path Length Analyzer (OPLA)
PS：光程分析器窗口 ]9PQKC2&
6) 点击
，进行光程分析 ]AB'POa &xLCq&j 1 PS1：左图为相位vs频率图 Kd!.sB/%
Qzi livJf PS2：由左图可见相位大致随频率线性变化，因此可对其进行线性拟合。在全相位中提取出线性拟合部分，剩余相位随频率的变化如右图所示。剩余相位是介质色散的结果，若介质无色散则相位完全线性的随频率变化，剩余相位为零(或任意常数) }8eu 9~
)8&;Q9'o 7) 查看探测器结果Detector Results ，获得（考虑色散的）时间偏移 %DhM }f PS1：时间偏移量为33.3656ps V.|#2gC]t
8) 使用VirtualLab提供的场测量工具，选择点测量（Point Evaluation）即显示某一点上光场的特性 .C\## +rFAo00E| PS:在中心位置处测量光场随波长变化 bnZ~jOHl
PS：中心位置处不同波长对应的电场振幅 eufGU) M
9) 点击
键，对上述结果进行逆向时间傅里叶变换 W|C ZA
bw8[L;~%_ PS：输入OPLA探测的时间偏移量33.3656ps以使变换结果居中于该时间点 AU 4K$hC^
PS：电场振幅在时域中的分布 )%wNVW 0C
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 8)bqN$*h
SX]uIkw PS:转换为真实的场 rsn^Y C
PS：将包络函数转换为真实场 m <'&`B;
11) 其它场测量工具 FH)_L1n
f!Mx +ky 线测量工具
，即显示某线段上光场的分布及特性 v}sk %f !hjA PS：在输出光场上划定线段 9A,ok[J
PS：选择线测量工具，测量光场随波长的变化 4 Kh0evZ
PS：获取线段上不同波长对应的电场振幅 -g B9476-
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 0s! ';g Q
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QQ：2987619807
