建模目的：使用VirutalLab模拟脉冲在自由空间的传输 ly[lrD0Kn.
[-Cu4mf f 使用工具箱：基本工具箱 ]'tJ
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2Q}7fht 脉冲参数：脉冲宽度为10fs，载波波长800nm，包含29个谐波场 JxHv<p[
~?CS _B * 自由空间传输距离：10mm ,aWCiu}
?]5Ix1 VirtualLab脉冲建模的一些概念的介绍 ?T
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hox< vr4 1) 脉冲传输 JDKLKHOMZ
Wa<-AZnh 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 =6fB*bNk] BtzYA"
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： H~eGgm;p 2) 复数场
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#hy+ L 传输时间用 来表示 nSHNis
0X#+#[W 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 qEZ!2R^`G
me:iQ.g 脉冲的载波频率为 G%$}WA] |
4dD2{M 在光学中使用实数场表示会带来很多计算上的不便，为方便计算人们往往使用复数场Uc表示光场分量，在VirtualLab中也是这样。复数场Uc和实数场U之间的关系是： Ok,HD7 s*.3ZS5 3) 时间傅里叶变换 83 Uw
FllX za) 任意点
处，光场的时域分布和对应的频域分布由傅里叶变换联系起来，如下所示： 2 eHx"Ha x%pRDytA 类似的定义同样适用于复数场 p_r4^p\
6<PW./rk: 4) 包络函数 6uq UiRs()
~2(]ZfO?>H VirtualLab在模拟中使用了包络函数 的概念。包络函数是以 为中心时脉冲时域分布并除去载波因子 后剩余的部分。因此，其定义如下： h9jc,X u5X 其对应的频域谱为： c})wD+1
op.d;lO@ 
F<gMUDB
\C7q4p?8 1) 构建脉冲光源 7gr^z)${J R(`]n!V2 iu|v9+ PS:高斯脉冲光谱窗口 [4: Yi {>
]w-.|vx 生成的载波波长为800nm的高斯脉冲光谱 Sz)b7:
kIX)oD}c 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 c$A@T~$
*D c@CmBr STEP1：选择高斯光源(Gaussian Wave) tpGCrn2w>
TL@mM STEP2：在光源窗口选择光谱参数(Spectral Parameters) O J>iq@ >
<]'|$8&jY STEP3：在功率谱类型中选择波长列表(List of Wavelengths) >jKjh!`)!e
tgB=vIw?3 STEP4：选择从图表中导入(Load from Diagram) *6P 'q4 )
mr qaM2,(I STEP5：选择上面生成高斯脉冲光谱 Why"G1`
D J_DonO] STEP6：OK，以生成高斯脉冲光源 8)?_{
Zw24f1iY 3) 选择虚拟屏作为探测器，并将光源与虚拟屏连接起来，二者间距离设置为10mm NNp}|a9
lQ$+JX;n(y 
A2 BRbwr>
7>mhK7l 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 _Jy,yMQ^[_ 
b5 S7{"<V PS:在分析器中双击Optical Path Length Analyzer (OPLA)
PS：光程分析器窗口 ,J& 9kYz
6) 点击
，进行光程分析 u(Rk'7k &mdB\ Y?^ PS1：左图为相位vs频率图 QTE:K?
#g{Mne 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) aaT5u14%
}^9pa U 7) 查看探测器结果Detector Results ，获得（考虑色散的）时间偏移 73)Ll"( PS1：时间偏移量为33.3656ps z<h|#@\
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 LuL$v+` *m&%vj.Kc PS:在中心位置处测量光场随波长变化 O 4!9{
PS：中心位置处不同波长对应的电场振幅 &=NJ
9) 点击
键，对上述结果进行逆向时间傅里叶变换 1a* 6ZGk.
u GAh7Sop 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 dQK`sLChv
PS：电场振幅在时域中的分布 &~ y{'zoL
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 M}KZG'7
1!1DuQ PS:转换为真实的场 +`Fb_m)f
PS：将包络函数转换为真实场 tvT4S
11) 其它场测量工具 k}s+ ca!B
BjvdnbJg 线测量工具
，即显示某线段上光场的分布及特性 y;r"+bS8 r," 7%1I PS：在输出光场上划定线段 O:, =xIXR
PS：选择线测量工具，测量光场随波长的变化 ~b#OFnyG
PS：获取线段上不同波长对应的电场振幅 506V0]`/
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 }Pm TR4F!}
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QQ：2987619807
