建模目的：使用VirutalLab模拟脉冲在自由空间的传输 zQ5jx5B":
U`9\P2D`/ 使用工具箱：基本工具箱 DIqT>H HZ
mvA xx`jc 脉冲参数：脉冲宽度为10fs，载波波长800nm，包含29个谐波场 bepYeT
QHzX
5$IM 自由空间传输距离：10mm k,R~ oSA'n
'<D `:srV VirtualLab脉冲建模的一些概念的介绍 to!W={S<ol
<,pLW~2-" 1) 脉冲传输 mu6x L QdA
vvsNWA 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 kE_@5t7O{
+ %#MrNM'
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： 03QEXm~|Q 2) 复数场 ^s@*ISY
9U<)_E<y 传输时间用 来表示 7#9'2dI
rZ.a>'T4 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 6Sb 'Otw.
sK 1m9 脉冲的载波频率为 6I cM:x
IN|i)?r h 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： 2Ph7qEBQ22 /s8%02S 3) 时间傅里叶变换 j,56Lh%1
/y](mu "! 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： bmO__1 W l !!5\ 类似的定义同样适用于复数场 $uUb$8 Bu
B) *# g 4) 包络函数 !HR2Rf l
D){"fw+b VirtualLab在模拟中使用了包络函数 的概念。包络函数是以 为中心时脉冲时域分布并除去载波因子 后剩余的部分。因此，其定义如下： qsft*& 其对应的频域谱为： |.8d,!5w}
7z g)h 
cPx ~|,)l
y/@;c)1b9 1) 构建脉冲光源 6>=-/)p} Ql q#Zdru r%T Lv PS:高斯脉冲光谱窗口 FI`nRFq)C
n~,]KdU] 生成的载波波长为800nm的高斯脉冲光谱 y#Mc4?
A J>BF.> 2) 创建光路图LPD，选择高斯光源，并将高斯脉冲光谱导入高斯光源中，以形成脉冲光源 #0?"J)
W>?f^C!+m STEP1：选择高斯光源(Gaussian Wave) P e$^Mo.q
Y| m_qB^_ STEP2：在光源窗口选择光谱参数(Spectral Parameters) IYfV~+P
Ko$ $dkSE STEP3：在功率谱类型中选择波长列表(List of Wavelengths) [ GR|$/(z=
uv|eVT3jNs STEP4：选择从图表中导入(Load from Diagram) ^ J#?hHz
0+K`pS' STEP5：选择上面生成高斯脉冲光谱 N?a1 sdR
;z.6'EYMG STEP6：OK，以生成高斯脉冲光源 Jb3>vCIn
$ ] W[y= 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 `q f\3JT\
lruF96C/Y 
tDC0-N&6S~
F@=e2e
4 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 'w` SBYQ5 
.Bb$ j= PS:在分析器中双击Optical Path Length Analyzer (OPLA)
PS：光程分析器窗口 ZL4l
( &"
6) 点击
，进行光程分析 [Krm .) wO^$!zB W PS1：左图为相位vs频率图 }zkL[qu;
>W`S(a Mn PS2：由左图可见相位大致随频率线性变化，因此可对其进行线性拟合。在全相位中提取出线性拟合部分，剩余相位随频率的变化如右图所示。剩余相位是介质色散的结果，若介质无色散则相位完全线性的随频率变化，剩余相位为零(或任意常数) CN\|_y
C2+{U 7) 查看探测器结果Detector Results ，获得（考虑色散的）时间偏移 m P9cBLz PS1：时间偏移量为33.3656ps 22)0zY%\
8) 使用VirtualLab提供的场测量工具，选择点测量（Point Evaluation）即显示某一点上光场的特性 pau*kMu^} a&$Zpf!! PS:在中心位置处测量光场随波长变化
E
fP>O
PS：中心位置处不同波长对应的电场振幅 6Gs{nFw
9) 点击
键，对上述结果进行逆向时间傅里叶变换 Y%78>- 2 L
p!HPp Ef+# 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 $R A4U<
PS：电场振幅在时域中的分布 i{TIm}_\
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 Zg)_cRR
dV5PhP>6 PS:转换为真实的场 DNm(:%)0
PS：将包络函数转换为真实场 D ?Nd; [
11) 其它场测量工具 5~@?>)TBv
o2;(VSKhS 线测量工具
，即显示某线段上光场的分布及特性 OZ(Dpx(Q '8s>rH5[V PS：在输出光场上划定线段 :d;[DYFLxb
PS：选择线测量工具，测量光场随波长的变化 Wyy^gJl
PS：获取线段上不同波长对应的电场振幅 If~95fy~c
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 C-Nuy1o
H "#)&a7 7]p>XAb
QQ：2987619807
