建模目的：使用VirutalLab模拟脉冲在自由空间的传输 $ehg@WK}.
@PcCi GZ 使用工具箱：基本工具箱 Z cZ;$*
mPmB6q%)] 脉冲参数：脉冲宽度为10fs，载波波长800nm，包含29个谐波场 +*t|yKO>[
e!o(g&wBj 自由空间传输距离：10mm $+:(f{Va*
M< qudi VirtualLab脉冲建模的一些概念的介绍 4S *,\ q]q
^&: 'NR 1) 脉冲传输 M g!ra"
} 21j 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 |ft:|/^F& o1YU _k<#
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： |@`"F5@, 2) 复数场 !O\X +#j
lvufk VG| 传输时间用 来表示 3%M.U)|+
sA_X<>vAKJ 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 < 7g Ml
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]% 脉冲的载波频率为 zeTsz T)
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. 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 ^B@VuK 1 !s28C5u 3) 时间傅里叶变换 g[ !Cj,
glor+ 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： L<@&nx [~?M/QI9 类似的定义同样适用于复数场 caD5Pod4
$GF&x>]] 4) 包络函数 #^\}xn" [
P{lh)m> 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： ma7fDo0,`h 其对应的频域谱为： :GM#&*$2<
+{xG<Wkltz 
tQ0=p|
T]
^I./L)0= } 1) 构建脉冲光源 3o7xN=N qP`?M\!O ;qT5faKB3J PS:高斯脉冲光谱窗口 gX"T*d>y
d
H_2 o 生成的载波波长为800nm的高斯脉冲光谱 L{K*~B -p
2))t*9;h 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 B'/Icg.T
Fc{((x s STEP1：选择高斯光源(Gaussian Wave) \I
xzdFF#
a^*B5G1(& STEP2：在光源窗口选择光谱参数(Spectral Parameters) r1 hD
%a
D` fc7m STEP3：在功率谱类型中选择波长列表(List of Wavelengths) \#_@qHAG
q "p#H 8 STEP4：选择从图表中导入(Load from Diagram) )x9]xqoR
* p"O* zj STEP5：选择上面生成高斯脉冲光谱 {"\q(R0
*e, CDV STEP6：OK，以生成高斯脉冲光源 H>Sf[8w)%
vF+YgQ1H 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 zCM^r <Kr
g`
kZ T} h 
e c`>KuY
2:n|x5\H 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 ;HT 0 w_, 
o[2Y;kP3*P PS:在分析器中双击Optical Path Length Analyzer (OPLA)
PS：光程分析器窗口 ],$6&Cm
6) 点击
，进行光程分析 x:vrK#8D> (S 3jZ PS1：左图为相位vs频率图 4Z],+?.[
#VQ36pCd 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) 4KZ SL: A
w8U2y/:> 7) 查看探测器结果Detector Results ，获得（考虑色散的）时间偏移 I@+lFG PS1：时间偏移量为33.3656ps 7ia "u+Y
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 4g S[D NywB 3 PS:在中心位置处测量光场随波长变化 U=M#41J
PS：中心位置处不同波长对应的电场振幅 - =yTAx
9) 点击
键，对上述结果进行逆向时间傅里叶变换 Bac?'yp m
*(>Jd|C 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 D@2Ya/c
PS：电场振幅在时域中的分布 YlG; A\]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 "C?:T'dW
$ To 4dJb PS:转换为真实的场 V5cb}xx
PS：将包络函数转换为真实场 IBzHR[#,^
11) 其它场测量工具 i:\bqK
'/n \Tg+ 线测量工具
，即显示某线段上光场的分布及特性 ZyZl\\8U o&WRta>VP PS：在输出光场上划定线段 rrW! X q
PS：选择线测量工具，测量光场随波长的变化 jw%fN!?
PS：获取线段上不同波长对应的电场振幅 Hu[8HzJo
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
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QQ：2987619807
