建模目的：使用VirutalLab模拟脉冲在自由空间的传输 /& | p7
OvQzMXU^I 使用工具箱：基本工具箱 |pS]zD
[K,P)V> K 脉冲参数：脉冲宽度为10fs，载波波长800nm，包含29个谐波场 @5wc 3y
)NhC+=N 自由空间传输距离：10mm im9 w|P 5
,\iXZ5"R VirtualLab脉冲建模的一些概念的介绍 &k,DAx`rN;
pT GGJ, 1) 脉冲传输 p?#T^{Quz~
C_>XtcU 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 ;^bfLSWm{ ;v\s 7y
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： xDU \mfeGj 2) 复数场 Wk7E&?-:6
fZ & 传输时间用 来表示 ~C^:SND7
O >+=cg 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 n= 4
B<L7`xL 脉冲的载波频率为 k
L6s 49
2DPv7\fW 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： 'WhJ}Uo\ d'Bxi"K
3) 时间傅里叶变换 i,^3aZwJ'
sM MtU@<x 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： 9vyf9QE ; O6/ vFEB 类似的定义同样适用于复数场 %m dtVQ@
n"RV!{& 4) 包络函数 L(C`<iE&3
$m#^0% VirtualLab在模拟中使用了包络函数 的概念。包络函数是以 为中心时脉冲时域分布并除去载波因子 后剩余的部分。因此，其定义如下： XX /s@ C 其对应的频域谱为： nS3Aadm
.Ja].hP 
`dcz9 *
6 /YJA* 1) 构建脉冲光源 Ur]$@N OS;
T; xE@/8h PS:高斯脉冲光谱窗口 hZHM5J~
6Ot~Q 生成的载波波长为800nm的高斯脉冲光谱 ;$&\ :-6A#
-GFZFi 2) 创建光路图LPD，选择高斯光源，并将高斯脉冲光谱导入高斯光源中，以形成脉冲光源 04dz ?`HuB
k*)sz STEP1：选择高斯光源(Gaussian Wave) nyi!D
R)k\ STEP2：在光源窗口选择光谱参数(Spectral Parameters) \\\8{j q
g|]HS4y STEP3：在功率谱类型中选择波长列表(List of Wavelengths) I4jRz*Ufe?
k o[w#j STEP4：选择从图表中导入(Load from Diagram) :Q"|%#P
Gu~*ZKyJ STEP5：选择上面生成高斯脉冲光谱 l~;>KjZg
pAatv;Ex STEP6：OK，以生成高斯脉冲光源 tjFX(;^[
e1-tp D:J 3) 选择虚拟屏作为探测器，并将光源与虚拟屏连接起来，二者间距离设置为10mm
iiQn/%
: 1UMA@HP 
ecs 0iW-,
kd^H }k 5) 引入光程分析器（Optical Path Length Analyzer，以下简称OPLA），以获取脉冲的时间偏移 o:Kw<z,$H 
p}JOiiHa PS:在分析器中双击Optical Path Length Analyzer (OPLA)
PS：光程分析器窗口
Qh&Qsyo%
6) 点击
，进行光程分析 -:ucp2 At:8+S<?A PS1：左图为相位vs频率图 Su,:f_If,
PX| @D_%Y= 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) ?yS1|CF%&y
GA gTy 7) 查看探测器结果Detector Results ，获得（考虑色散的）时间偏移 K#Ck,Y" PS1：时间偏移量为33.3656ps @5nFa~*K %
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 jj[6 oNKE1 `?Q
p >t PS:在中心位置处测量光场随波长变化 W#<1504ip
PS：中心位置处不同波长对应的电场振幅 r+Ki`HD%
9) 点击
键，对上述结果进行逆向时间傅里叶变换 0mSP
/j GBQ-X 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 swF{}S"
PS：电场振幅在时域中的分布 2 g{tzR_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 nU_O|l9
!} TsFa PS:转换为真实的场 lNL=Yu2p_
PS：将包络函数转换为真实场 aL;!BlU8v
11) 其它场测量工具 Z71m(//*}
Z#d#n!Lz 线测量工具
，即显示某线段上光场的分布及特性 n6% ` <R$ 2x_ PS：在输出光场上划定线段 )cJ>&g4 ]
PS：选择线测量工具，测量光场随波长的变化 v3-'
G gM
PS：获取线段上不同波长对应的电场振幅 GjhTF|
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 d5m - f/
3^y(@XFt T-%=tY+-
QQ：2987619807
