切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • Zemax光学设计从入门到精通 《杂散光抑制与评估技术》 Zemax光学设计实践基础(陈家璧) 光学设计与光学元件
    讯技光电:VirtualLab Fusion独家供应商 现代光学设计及应用(Zemax) CODE V,LightTools,RSoft,LucidShape 计算光学带来的成像革命(第2季)
    发帖 回复
    返回列表
    • 1766阅读
    • 0回复

    [分享]脉冲的自由空间传输 [复制链接]

    		 上一主题 下一主题
    离线infotek
    科学家
     
    发帖
    6922
    光币
    28760
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-09-23
    建模目的：使用VirutalLab模拟脉冲在自由空间的传输 wJ*-K-  
     #2ASzCe  
    使用工具箱：基本工具箱 wQB{K3  
     6 <S&~q  
    脉冲参数：脉冲宽度为10fs，载波波长800nm，包含29个谐波场 %v:h]TA  
     s/H"Ab  
    自由空间传输距离：10mm ;o459L>sW  
     TFDCo_>o  
    VirtualLab脉冲建模的一些概念的介绍 Vp"Ug,1  
     $50"3g!Y  
    1) 脉冲传输 +J8/,d  
     $!C+i"q$  
    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 \&)W#8V  
    `h5eej&s(  
    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：     JMl hBh  
    2) 复数场 X`QW(rq  
     /Py>HzRE:  
    传输时间用 来表示 i/~QJ1C  
     Sb4PCt  
    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 f,inQ2f}d  
     aW-o=l@;  
    脉冲的载波频率为 f.)F8!!  
     | 8Egw-f  
    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： H-KwkH`L4  
                 e - ]c  
    3) 时间傅里叶变换 kDl4t]j  
     Mq lo:7 ^F  
    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： 5po' (r|U  
    :_,]?n  
    类似的定义同样适用于复数场 aX'g9E  
     zQ %z "tQ  
    4) 包络函数 ;=\5$J9  
     'qF3,Rw  
    VirtualLab在模拟中使用了包络函数 的概念。包络函数是以 为中心时脉冲时域分布并除去载波因子 后剩余的部分。因此，其定义如下： BI.k On=  
    其对应的频域谱为： 7e{X$'  
     + >gbZ-S  
    W%9K5(e  
    脉冲在自由空间的传播的模拟 K0RYI69_  
     ka)LK@p6  
    1) 构建脉冲光源 X >Xp&o  
    Y!1^@;)^  
    <kXV1@>  
    PS:高斯脉冲光谱窗口 V*7Z,nA  
     5ZyBP~  
    生成的载波波长为800nm的高斯脉冲光谱 OWXye4`*  
     6SBvn%  
    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 H@2"ove-uC  
     Ma=6kX]  
    STEP1：选择高斯光源(Gaussian Wave) >yA,@%X  
     t-7[Mk9@  
    STEP2：在光源窗口选择光谱参数(Spectral Parameters) {[t"O u  
     Jt>[]g$  
    STEP3：在功率谱类型中选择波长列表(List of Wavelengths) kuj1 2  
     %][$y 7  
    STEP4：选择从图表中导入(Load from Diagram) Op/79 ]$  
     <A -(&+  
    STEP5：选择上面生成高斯脉冲光谱 <[y$D=n  
     Q f+p0E;  
    STEP6：OK，以生成高斯脉冲光源 Rw/JPC"  
     =yTa,PY  
    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 x*R8^BA]pR  
     )}Rfa}MD  
    P7wqZ?  
    4) 点击▷Go! ，进行场追迹 n,?IcDU~m  
    PS：高斯脉冲光源自由空间传播，在虚拟屏上的光分布 7moElh v  
     ^?s~Fk_V  
    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 ^#BGA|j  
    Z`oaaO  
    PS:在分析器中双击Optical Path Length Analyzer (OPLA)
    PS：光程分析器窗口 &8Jg9#  
    6) 点击 ，进行光程分析 5@UC c  
    n-hvh-ZO  
      
    PS1：左图为相位vs频率图 QlRoe| {  
     %0NkIQ`C  
    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) *TM;trfz  
     ]~prR?  
    7) 查看探测器结果Detector Results ，获得（考虑色散的）时间偏移 Ev+HWx~Y  
    PS1：时间偏移量为33.3656ps `*" H/QG  
    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 z;y^t4 ^9  
    GDHK.?GY  
    PS:在中心位置处测量光场随波长变化 rQcRjh+E H  
    PS：中心位置处不同波长对应的电场振幅 97(Xu=tX  
    9) 点击键，对上述结果进行逆向时间傅里叶变换 5oU`[&=Ob  
     \]T=j#.S$  
    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 -Wlp=#9  
    PS：电场振幅在时域中的分布 crJ7pe9  
    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 e8AjO$49  
     Xq,UV  
    PS:转换为真实的场 >~5lYD  
    PS：将包络函数转换为真实场 g5tjj.  
    11) 其它场测量工具 @e! Zc3  
      (# 6<k  
     线测量工具 ，即显示某线段上光场的分布及特性 |*tWF! D6`  
    j\`EUC  
    PS：在输出光场上划定线段 1p7cv~#95  
    PS：选择线测量工具，测量光场随波长的变化 29Gwv  
    PS：获取线段上不同波长对应的电场振幅 EjR_-8@FK  
    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 b^[W_y  
     KE/-VjZu  
    .3lGX`d{  
    QQ：2987619807
     
    回复
    举报
    分享到
    发帖 回复
    返回列表