建模目的：使用VirutalLab模拟脉冲在自由空间的传输 gYeKeW3)
L<t >o":o 使用工具箱：基本工具箱 r7Vt,{4/
%bu$t, 脉冲参数：脉冲宽度为10fs，载波波长800nm，包含29个谐波场 @uh^)6i]/
2TFb!?/RQ 自由空间传输距离：10mm 6Zr_W#SE
(`W_ -PI VirtualLab脉冲建模的一些概念的介绍 iA~LH6
` ,lm:x+(0 1) 脉冲传输 KCBA`N8
6MCLm.L 作为任意的电磁场，脉冲由电场矢量E（r, t）和磁场矢量H（r, t），共六个矢量分量来表示，这六个分量均为实值函数，后面我们用函数U（r, t）表示其中任意一个分量 s$%t* T2J> a0wSXd
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： NCrNlH IF 2) 复数场 zd%n)jlwR
rJj NoY 传输时间用 来表示 m :6^yfS
7+N0$0w%r 脉冲在时间上的宽度为 ，简称脉宽，一般脉宽长短依赖于横向位置并且随着传播改变 +3>)r{#k
]=gNA 脉冲的载波频率为 *B4?(&0
/9SEW!E 在光学中使用实数场表示会带来很多计算上的不便，为方便计算人们往往使用复数场Uc表示光场分量，在VirtualLab中也是这样。复数场Uc和实数场U之间的关系是： GHs,,J; { l
E\y9 3) 时间傅里叶变换 /)%$ xi
C VXz>oM 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： gGaA;YW1 CpE LLA< 类似的定义同样适用于复数场 O{vVW 9Q
ojc m%yd 4) 包络函数 f|v5i tO2
W
u C2 LM 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： VyMFALSe]h 其对应的频域谱为： WyA `V C
<E2 n M, 
!_?K(X~/
v pg*J/1[ 1) 构建脉冲光源 >='y+ 68 QZh#& Qf; ]| xfKDu PS:高斯脉冲光谱窗口 +$uQ_ve
A!^
d8#~. 生成的载波波长为800nm的高斯脉冲光谱 s
:
GdLr
$=9g,39 5) 引入光程分析器（Optical Path Length Analyzer，以下简称OPLA），以获取脉冲的时间偏移 Yn_v'Os2 
<~b vf A= PS:在分析器中双击Optical Path Length Analyzer (OPLA)
PS：光程分析器窗口 6no&2a|D
6) 点击
，进行光程分析 l 9Av@| 01 <Ti" PS1：左图为相位vs频率图 ["H2H rI2
xFScj0Y PS2：由左图可见相位大致随频率线性变化，因此可对其进行线性拟合。在全相位中提取出线性拟合部分，剩余相位随频率的变化如右图所示。剩余相位是介质色散的结果，若介质无色散则相位完全线性的随频率变化，剩余相位为零(或任意常数) c }7gHu d
wBlo2WY 7) 查看探测器结果Detector Results ，获得（考虑色散的）时间偏移 rqWD#FB=z PS1：时间偏移量为33.3656ps @@3%lr71
8) 使用VirtualLab提供的场测量工具，选择点测量（Point Evaluation）即显示某一点上光场的特性 X/f?=U p_B5fm7#6W PS:在中心位置处测量光场随波长变化 ZK4d;oa",
PS：中心位置处不同波长对应的电场振幅 Zs|m_O G
9) 点击
键，对上述结果进行逆向时间傅里叶变换 b O'?7= SC
"rnVPHnQR PS：输入OPLA探测的时间偏移量33.3656ps以使变换结果居中于该时间点 | /X+2K}3
PS：电场振幅在时域中的分布 "=Cjm`9~j
10) 逆向时间傅里叶变换所得结果为时域中脉冲的包络函数，将包络函数乘以 ，即转换为真实场 !y&<I T(\4
{U)q) PS:转换为真实的场 0TqIRUz "C
PS：将包络函数转换为真实场 Tl
L,dPM
11) 其它场测量工具 RZ0+Uu/J
AQGl}%k_ 线测量工具
，即显示某线段上光场的分布及特性 b?j\YX[e v=~+o[ PS：在输出光场上划定线段 n
>@Qx$-
PS：选择线测量工具，测量光场随波长的变化 cS%;JV>C
PS：获取线段上不同波长对应的电场振幅 @Yw >s9X
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 ,R}9n@JI^Y
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QQ：2987619807
