建模目的：使用VirutalLab模拟脉冲在自由空间的传输 [v Tk*#Cl4
.Y5o&at6s 使用工具箱：基本工具箱 g2%fla7r
V%Ww;Ca]I 脉冲参数：脉冲宽度为10fs，载波波长800nm，包含29个谐波场 tyU'[LF?
He)!Ez\X 自由空间传输距离：10mm va [r ~
U}R ( VirtualLab脉冲建模的一些概念的介绍 ( u^ `3=%n
x~u"KU2B 1) 脉冲传输 WyU \,"
=mYwO=:D 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 U B WU q z'9U.v'M)
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： 8'* /|)Hn 2) 复数场 Q#5~"C
c->.eL% 传输时间用 来表示 eL_Il.:
}0}=-g& 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 Dnp><%
a7}O.NDf 脉冲的载波频率为 mu{\_JX.A
hf\/2Vl 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： g `( 3r uI\6":/u 3) 时间傅里叶变换 0 =k
PY
MofQaZ 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： {u[_^ X$*]$Ge> 类似的定义同样适用于复数场 !LJ4
S
JqV}>"WMV 4) 包络函数 ]P >c{
/RI"a^&9A 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： hr W2#v 其对应的频域谱为： ,Bs/.htQj
l?B=5*0 
8osP$"/o
DN;|?oNZ 1) 构建脉冲光源 }=d}q * .q<5OE(f @rS(3wu_& PS:高斯脉冲光谱窗口 G_ ` Ae%'h
p"0 Dl9 生成的载波波长为800nm的高斯脉冲光谱 jAdZS\ ?w
EE-wi@ 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 V8rS~'{\
lS]6 Sk Z6 STEP1：选择高斯光源(Gaussian Wave) P)O:lYX
u\(>a STEP2：在光源窗口选择光谱参数(Spectral Parameters) <;*w97n
^<3{0g-"AW STEP3：在功率谱类型中选择波长列表(List of Wavelengths) 1&RB=7.h
S 3s6 STEP4：选择从图表中导入(Load from Diagram) M'VJE|+t
DWS#q|j`" STEP5：选择上面生成高斯脉冲光谱
=fJ /6
W5/| . } STEP6：OK，以生成高斯脉冲光源 ?)H:.]7-x
& F8*>F^7 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 &crR nv ?
A 8g_BLj!e 
[#(',~lN7
Zb&"W]HSf 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 kGAB' 
\Vpv78QF; PS:在分析器中双击Optical Path Length Analyzer (OPLA)
PS：光程分析器窗口 ,H_d# Koa.
6) 点击
，进行光程分析 $>T (31)c B`YD>oCN PS1：左图为相位vs频率图 ~~ @dbB
`FwE^_9d PS2：由左图可见相位大致随频率线性变化，因此可对其进行线性拟合。在全相位中提取出线性拟合部分，剩余相位随频率的变化如右图所示。剩余相位是介质色散的结果，若介质无色散则相位完全线性的随频率变化，剩余相位为零(或任意常数) ?6UjD5NkX
#jsN 7) 查看探测器结果Detector Results ，获得（考虑色散的）时间偏移 4X!4S6JfB PS1：时间偏移量为33.3656ps Wt.['`c<
8) 使用VirtualLab提供的场测量工具，选择点测量（Point Evaluation）即显示某一点上光场的特性 u$FL(m4 p
W@Yr PS:在中心位置处测量光场随波长变化 <zm:J4&>T
PS：中心位置处不同波长对应的电场振幅 cl`7|;v|?
9) 点击
键，对上述结果进行逆向时间傅里叶变换 _sn<"B%>
I+(
b!(H 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 bVzJOBe
PS：电场振幅在时域中的分布 NKc<nYdK?
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 NLu[<u U*
T \#Gc4 PS:转换为真实的场 /|3~LvIt=
PS：将包络函数转换为真实场 (b.4&P"0
11) 其它场测量工具 N,UUM|?9_
zK>m4+)~ 线测量工具
，即显示某线段上光场的分布及特性 P 5.@LN _SkiO }c8 PS：在输出光场上划定线段 hAs ReZ ?
PS：选择线测量工具，测量光场随波长的变化 d|8-# .gV
PS：获取线段上不同波长对应的电场振幅 #=)!\
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 Gqj(2.AY
o'Fyo4Qd RI+Y+z
QQ：2987619807
