建模目的：使用VirutalLab模拟脉冲在自由空间的传输 N~$>| gn
N E9,kWI 使用工具箱：基本工具箱 0QZT<Zs
rt*x[5< 脉冲参数：脉冲宽度为10fs，载波波长800nm，包含29个谐波场 2(DhKHrF
.?6p ~ 自由空间传输距离：10mm [oU\l + t
NuR7pjNMZ VirtualLab脉冲建模的一些概念的介绍 JGHj(0j
x>EL|Q=? 1) 脉冲传输 -8 qCCV&1i
>1!u]R<3 作为任意的电磁场，脉冲由电场矢量E（r, t）和磁场矢量H（r, t），共六个矢量分量来表示，这六个分量均为实值函数，后面我们用函数U（r, t）表示其中任意一个分量 7zw0 g~+ 8<Iq)A]'Z
VirtualLab可以模拟脉冲传输，在一个输入平面 定义脉冲，此后脉冲传输通过一个系统并在输出平面 显示，数学表达式如下： gvT}UNqL 2) 复数场 DW7E ]o
h-ii-c?R@0 传输时间用 来表示 T)I)r239h
L&k CI`Tb 脉冲在时间上的宽度为 ，简称脉宽，一般脉宽长短依赖于横向位置并且随着传播改变 >S:(BJMo
}2; P`s 脉冲的载波频率为 0R)x"4Ww
\o[][R#D 在光学中使用实数场表示会带来很多计算上的不便，为方便计算人们往往使用复数场Uc表示光场分量，在VirtualLab中也是这样。复数场Uc和实数场U之间的关系是： F M6{%}4 z<5 5[~3 3) 时间傅里叶变换 ! j'LZ7
:
b`N(] 任意点
处，光场的时域分布和对应的频域分布由傅里叶变换联系起来，如下所示： 0C :8X
<CuUwv
'A 类似的定义同样适用于复数场 >}
2C,8 N
C+**!uYIB 4) 包络函数 KU U {X~w
l0,VN,$Yl 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： 9 o,` peH 其对应的频域谱为： Ds(Z.
]\^O(BzB 
&'fER-
&qg6^& 1) 构建脉冲光源 P0}B&B/ a: VrRF2(Kn? L/rf5||@ PS:高斯脉冲光谱窗口 Kb+SssF
A*DN/lG 生成的载波波长为800nm的高斯脉冲光谱 O;RBK&P
HU> >\t?d 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]tD~KM<
yP3I^>AZ3 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 j?u1\<m 
=,zB|sjn PS:在分析器中双击Optical Path Length Analyzer (OPLA)
PS：光程分析器窗口 Ct-e D-X{
6) 点击
，进行光程分析 +m./RlQ{ >s/_B//[ PS1：左图为相位vs频率图 j.] ]VA
ZX&e,X~V 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) f@;pN=PS
A<|9</9z 7) 查看探测器结果Detector Results ，获得（考虑色散的）时间偏移 dUa>XkPa\2 PS1：时间偏移量为33.3656ps yJ!26
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 !$l<'K$ )] q Qgc& PS:在中心位置处测量光场随波长变化 L[2N zw O
PS：中心位置处不同波长对应的电场振幅 Fb1<Ic#
9) 点击
键，对上述结果进行逆向时间傅里叶变换 H4`>B>\
Ydrh+ 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 BGi'UL,
PS：电场振幅在时域中的分布 o}r _+\n
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 yn!;Z ._
Nsh/ PS:转换为真实的场 k 5K5O pY
PS：将包络函数转换为真实场 ^&&Wv'7XQ
11) 其它场测量工具 ykbfK$j z
kkZ}&OXS; 线测量工具
，即显示某线段上光场的分布及特性 <VD7(j]'^ TXM /+sd PS：在输出光场上划定线段 `r1j>F7Xb
PS：选择线测量工具，测量光场随波长的变化 =b*GV6b
PS：获取线段上不同波长对应的电场振幅 })]
iN "
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 <k8WnA ~Fl
bp'%UgA)1 fLs>|Rh
QQ：2987619807
