建模目的：使用VirutalLab模拟脉冲在自由空间的传输 o7B [R) 4
|Iu npZV 使用工具箱：基本工具箱 t+,4Ya|Xj
5TBp'7 /s~ 脉冲参数：脉冲宽度为10fs，载波波长800nm，包含29个谐波场 "MIq.@8ra
K:' q>D@ 自由空间传输距离：10mm i"|$(2
0-LpqX VirtualLab脉冲建模的一些概念的介绍 {]z4k[;.h
%/>xO3"T 1) 脉冲传输 {bO|409>W
[2ax>Yk$ 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 BmHw u{n' MNH 1D! }
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： jBaB@LO9G 2) 复数场 LqdY Qd51
. (J?a" 传输时间用 来表示 8/z3=O &
}F+zs*S 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|%
T#pk]c6Q 脉冲的载波频率为 AxxJk"v 'y
&V>fYgui 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： \A `hj~ ExHKw~y9
3) 时间傅里叶变换 7Cjd.0T=(
DmXcPJ[9 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： SWp1|.=Sm ++L?+^h 类似的定义同样适用于复数场 0A{/B/r
z} '! eCl 4) 包络函数 syip; ;
Ll MpS<2NO 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： +n}$pM|NKU 其对应的频域谱为： U/lM\3v/e
fC}R4f7C 
[i0Hm)Bd3
1 nvTce 1) 构建脉冲光源 `nUO l [
Y -ux7F{=z
7 4<!&t 5) 引入光程分析器（Optical Path Length Analyzer，以下简称OPLA），以获取脉冲的时间偏移 Khh0*S8.K 
nS()u}c;r PS:在分析器中双击Optical Path Length Analyzer (OPLA)
PS：光程分析器窗口 @v\*AYr'M
6) 点击
，进行光程分析 I *c;H I 61U<5:#l PS1：左图为相位vs频率图 rzp +:
z9W `FBg PS2：由左图可见相位大致随频率线性变化，因此可对其进行线性拟合。在全相位中提取出线性拟合部分，剩余相位随频率的变化如右图所示。剩余相位是介质色散的结果，若介质无色散则相位完全线性的随频率变化，剩余相位为零(或任意常数) HaA1z }?n
Y+/JsOD 7) 查看探测器结果Detector Results ，获得（考虑色散的）时间偏移 `ovtHl3Q PS1：时间偏移量为33.3656ps \b[9e bME
8) 使用VirtualLab提供的场测量工具，选择点测量（Point Evaluation）即显示某一点上光场的特性 yV)m"j ,wwZI`>- PS:在中心位置处测量光场随波长变化 5 =(c %
PS：中心位置处不同波长对应的电场振幅 k
{-
9) 点击
键，对上述结果进行逆向时间傅里叶变换 {F&-7 u0
xr0haN\p" PS：输入OPLA探测的时间偏移量33.3656ps以使变换结果居中于该时间点 8\ <jyJ
PS：电场振幅在时域中的分布 GFSt<k)
10) 逆向时间傅里叶变换所得结果为时域中脉冲的包络函数，将包络函数乘以 ，即转换为真实场 9iN.3/T8
wwKh CmH PS:转换为真实的场 S{',QO*D6
PS：将包络函数转换为真实场 -{h
11) 其它场测量工具 Bs`$ i ;&
g%[n4 线测量工具
，即显示某线段上光场的分布及特性 ,n2i@?NHZ 0;,IKXK6X PS：在输出光场上划定线段 dQy>Nm fy
PS：选择线测量工具，测量光场随波长的变化 Hy{
Q #fq
PS：获取线段上不同波长对应的电场振幅 v;{{ y-
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 qdCWy
df+t:a &PcyKpyd
QQ：2987619807
