建模目的：使用VirutalLab模拟脉冲在自由空间的传输 E0x$;CG!
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($t.iS 使用工具箱：基本工具箱 iQj{J1V
N P(?[W 脉冲参数：脉冲宽度为10fs，载波波长800nm，包含29个谐波场 .4)P=*
p q5H{ 自由空间传输距离：10mm 2/gj@>dt
(c7{dYV VirtualLab脉冲建模的一些概念的介绍 -Z& {$J
2x J5 1) 脉冲传输 zi 14]FWo
,<WykeC 作为任意的电磁场，脉冲由电场矢量E（r, t）和磁场矢量H（r, t），共六个矢量分量来表示，这六个分量均为实值函数，后面我们用函数U（r, t）表示其中任意一个分量 ]OUOL/J J)& +y;.
VirtualLab可以模拟脉冲传输，在一个输入平面 定义脉冲，此后脉冲传输通过一个系统并在输出平面 显示，数学表达式如下： vK >^#b3 2) 复数场 lGgKzi9VD
`^h##WaXap 传输时间用 来表示 P@
处，光场的时域分布和对应的频域分布由傅里叶变换联系起来，如下所示： iR =aYT~ N4N H)x 类似的定义同样适用于复数场 R;ug+ N
2DQC)Pe+z 4) 包络函数 iKKWn*u
Jxp'.oo[ VirtualLab在模拟中使用了包络函数 的概念。包络函数是以 为中心时脉冲时域分布并除去载波因子 后剩余的部分。因此，其定义如下： A| -\C$ 其对应的频域谱为： $KFW V2P
5!%/j,? 
Q{-r4n|b
*(IO<KAg8 1) 构建脉冲光源 oOz6Er[KO e.H"!X!0#H FZ/&[;E! PS:高斯脉冲光谱窗口 [: j_Y3-9
wQ.zj`?$( 生成的载波波长为800nm的高斯脉冲光谱 Ut =y`]F
|Ay#0uQ5Y 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 u'> CU
+w5?{J STEP1：选择高斯光源(Gaussian Wave) _ ji%BwJ
S22 ; g STEP2：在光源窗口选择光谱参数(Spectral Parameters) `9gx-')]\
eL !6}y}W STEP3：在功率谱类型中选择波长列表(List of Wavelengths) lU& IS ?^?
jL1UPN STEP4：选择从图表中导入(Load from Diagram) p}uw-$O
`#bcoK5 STEP5：选择上面生成高斯脉冲光谱 J-c7ZcTt
hT#mM*` STEP6：OK，以生成高斯脉冲光源 Q0-~&e_ '
zYsGI<4 3) 选择虚拟屏作为探测器，并将光源与虚拟屏连接起来，二者间距离设置为10mm >M H@FnUL
"k/@tX1:R 
)-oNy-YL
-6\9B>qa 5) 引入光程分析器（Optical Path Length Analyzer，以下简称OPLA），以获取脉冲的时间偏移 ovp>"VuC 
F(r &:3!97 PS:在分析器中双击Optical Path Length Analyzer (OPLA)
PS：光程分析器窗口 V
ALYA=w/
6) 点击
，进行光程分析 +W`~bX + o~B=[ PS1：左图为相位vs频率图 !Fi)-o
wSDDejg PS2：由左图可见相位大致随频率线性变化，因此可对其进行线性拟合。在全相位中提取出线性拟合部分，剩余相位随频率的变化如右图所示。剩余相位是介质色散的结果，若介质无色散则相位完全线性的随频率变化，剩余相位为零(或任意常数) _U %B1s3y
!O*n6}nPE 7) 查看探测器结果Detector Results ，获得（考虑色散的）时间偏移 Cpl)byb PS1：时间偏移量为33.3656ps s0CRrMk
8) 使用VirtualLab提供的场测量工具，选择点测量（Point Evaluation）即显示某一点上光场的特性 \JchcQ ~7v ^7;tT PS:在中心位置处测量光场随波长变化 IkkrnG 8
PS：中心位置处不同波长对应的电场振幅 n)yqb
9) 点击
键，对上述结果进行逆向时间傅里叶变换 ( _2eiE71
u CXd%
CzE PS：输入OPLA探测的时间偏移量33.3656ps以使变换结果居中于该时间点 NNX/ 2
PS：电场振幅在时域中的分布 9 +6"<r!
10) 逆向时间傅里叶变换所得结果为时域中脉冲的包络函数，将包络函数乘以 ，即转换为真实场 u|E,Wy1
EifY K PS:转换为真实的场 %{Gqhb=u\
PS：将包络函数转换为真实场 RN0Rk 8AC
11) 其它场测量工具 {ib`mC^
s*;~CH-[ 线测量工具
，即显示某线段上光场的分布及特性 D c^d$gh HDYf^mc W PS：在输出光场上划定线段 ]?2AFkF
PS：选择线测量工具，测量光场随波长的变化 0)Z7U$
PS：获取线段上不同波长对应的电场振幅 b\?`721BG
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 \hz)oC
Z'E@sc 9 Z(s }
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QQ：2987619807
