建模目的：使用VirutalLab模拟脉冲在自由空间的传输 Ep}s}Stlr}
-Y E^zzh 使用工具箱：基本工具箱 c%&>p||
saAF+H/= 脉冲参数：脉冲宽度为10fs，载波波长800nm，包含29个谐波场 [
3Hf Q
7 d vnupLh 自由空间传输距离：10mm j<x_ &1
Mfs?x
a VirtualLab脉冲建模的一些概念的介绍 <}LC~B!
dRDnJc3 1) 脉冲传输 =T_g}pu
Yw9GN2AG 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 Ls%MGs9PI F\!
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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： j@9T.P1 2) 复数场 }M+7 T\ J!
_j3f Ar(V 传输时间用 来表示 Z}QB.$&
Yz b XuJ4 脉冲在时间上的宽度为 ，简称脉宽，一般脉宽长短依赖于横向位置并且随着传播改变 Lv%x81]K
7 3 m1 脉冲的载波频率为 ceV}WN19l
?8$Q-1 = 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： ]-q; 4. ^s=8!=A( 3) 时间傅里叶变换 ]tD]Wx%
}*-@!wc-N 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： G2Zer=rC wbHb;] 类似的定义同样适用于复数场 rKn~qV ls
0mn w{fE8_ 4) 包络函数 G?ZXWu.
J *yg& 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： (?c-iKGc 其对应的频域谱为： 2?5>o!C
}}[2SH'nH 
eJSxn1GW
FtZ?C@1/ 1) 构建脉冲光源 Ei|\3Kx yLGRi^d# q@&6#B PS:高斯脉冲光谱窗口 H. c7Nle
g*Phv|kI 生成的载波波长为800nm的高斯脉冲光谱 rZF*q2?
;r8X .>P* 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 U17d>]ka
TJN4k@\$2 STEP1：选择高斯光源(Gaussian Wave) Tk >#G{Wb-
H[gWGbPq7 STEP2：在光源窗口选择光谱参数(Spectral Parameters) %RVZD#zr
9z0p5)]n> STEP3：在功率谱类型中选择波长列表(List of Wavelengths) a}d@
T
ZoeD:xnh[ STEP4：选择从图表中导入(Load from Diagram) C}X\ |J
4W])}C % STEP5：选择上面生成高斯脉冲光谱 O8o3O
6[Y
SKt r tm STEP6：OK，以生成高斯脉冲光源 #ABCDi={zA
v^iAD2 X/F 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 s.#`&Sd>
j+!v}*I
Zc yc*{DS
==B6qX8T 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 G B^B r6 
0a7Ppntb@ PS:在分析器中双击Optical Path Length Analyzer (OPLA)
PS：光程分析器窗口 so;
]&
6) 点击
，进行光程分析 p dMc}=K : DNjhZ PS1：左图为相位vs频率图 vIvIfE
)_:NLo: 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) ;|RTx
H+#FSdy# 7) 查看探测器结果Detector Results ，获得（考虑色散的）时间偏移 NRuNKl.v PS1：时间偏移量为33.3656ps yVfC-Z
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 =AT."$r>
Pfh mo $ PS:在中心位置处测量光场随波长变化 DH=hH&[e(d
PS：中心位置处不同波长对应的电场振幅 Zfw,7am/
9) 点击
键，对上述结果进行逆向时间傅里叶变换 vI?, 47Hj+
f^e)O$N9] PS：输入OPLA探测的时间偏移量33.3656ps以使变换结果居中于该时间点 V+\Wb[zDJ
PS：电场振幅在时域中的分布 TvM~y \s
10) 逆向时间傅里叶变换所得结果为时域中脉冲的包络函数，将包络函数乘以 ，即转换为真实场 "tZe>> I
m'U0'}Ld}; PS:转换为真实的场 K}y
f>'O
PS：将包络函数转换为真实场 AX INThJ
11) 其它场测量工具 cNrg#Asen&
/1 dT+> 线测量工具
，即显示某线段上光场的分布及特性 XZf$K _F&M + 3gp%` c4 PS：在输出光场上划定线段 ("@!>|H
PS：选择线测量工具，测量光场随波长的变化 *a)n62
PS：获取线段上不同波长对应的电场振幅 `V1]k_h
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.rm7r@ #
`^vE9 nW 7 hP h-+Hb
QQ：2987619807
