建模目的：使用VirutalLab模拟脉冲在自由空间的传输 y ~-v0/
Ca5LLG 使用工具箱：基本工具箱 OGW3Pe0Z'
`s69p'<;p 脉冲参数：脉冲宽度为10fs，载波波长800nm，包含29个谐波场 k"=*'
I\Y N! 自由空间传输距离：10mm ]*MVC/R,
p/eaO{6 6 VirtualLab脉冲建模的一些概念的介绍 <^$ppwk $
Z molL0y 1) 脉冲传输 K20Hh7cVJ
ld"rL6 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 60 n>FQ< "([gN :
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： 7z{N} 2) 复数场 s-I M
`'3 &tAy 传输时间用 来表示 xVYa-I[Z
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1 qM 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 GwA\>qXw
#I MaN% 脉冲的载波频率为 : &nF>
|Ch ,C 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： amExZ/ l['p^-I 3) 时间傅里叶变换
Oc,HnyV+
]Ar,HaX- 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： Xe:rPxZf~ b)#rUI|O 类似的定义同样适用于复数场 > \~Er@
a;Pn.@NVq 4) 包络函数 '
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F jizPg/|! 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： SXe1Q 8; 其对应的频域谱为： i`<L#6RBT
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| Vlx : 1) 构建脉冲光源 $ !$I f(
7 )/[L)-~y~ !/a6;:_y PS:高斯脉冲光谱窗口 W2v'2qAs
x)Zm5&"Gg 生成的载波波长为800nm的高斯脉冲光谱 ,B_tAg4~
$0OOH4 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 Al@. KTK
*" Iz)Xzc` STEP1：选择高斯光源(Gaussian Wave) T~L V \}h
.v}| Tp&k STEP2：在光源窗口选择光谱参数(Spectral Parameters) N^wHO<IO 1
9@IL5 47V STEP3：在功率谱类型中选择波长列表(List of Wavelengths) %CnNu
z Fj |E STEP4：选择从图表中导入(Load from Diagram) }CZw'fhVWO
tcRJ1:d STEP5：选择上面生成高斯脉冲光谱 n'q:L(`M
{_L l'S STEP6：OK，以生成高斯脉冲光源 f[R~oc5P0
,~1sZ`C 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 CCt\[hl
| N)),/R_ 
Og@{6>
&%@O V:C 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%pL]!/b 
!J!&JQ| PS:在分析器中双击Optical Path Length Analyzer (OPLA)
PS：光程分析器窗口 b$D h|-8
6) 点击
，进行光程分析 Ol h{<~Fv 6r D]6#D PS1：左图为相位vs频率图 `jr?I {m;
\G)F* 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) ":s_ O.
`$6~QLUf 7) 查看探测器结果Detector Results ，获得（考虑色散的）时间偏移 75> Ok / PS1：时间偏移量为33.3656ps .oLV\'HAR
8) 使用VirtualLab提供的场测量工具，选择点测量（Point Evaluation）即显示某一点上光场的特性 ,LSiQmV5 v[8+fd)}S PS:在中心位置处测量光场随波长变化 /K1 cP>oE
PS：中心位置处不同波长对应的电场振幅 QX<x2U
9) 点击
键，对上述结果进行逆向时间傅里叶变换 f{[0;qDJ
`]@=Hx( PS：输入OPLA探测的时间偏移量33.3656ps以使变换结果居中于该时间点 (C).Vj~
PS：电场振幅在时域中的分布 f ^"pZS
10) 逆向时间傅里叶变换所得结果为时域中脉冲的包络函数，将包络函数乘以 ，即转换为真实场 Suo$wZ7J
nP*% N|0 PS:转换为真实的场 R1w5,Zt
PS：将包络函数转换为真实场 jf)l; \u
11) 其它场测量工具 >}O}~ $o
-TG ="U 线测量工具
，即显示某线段上光场的分布及特性 {i8 zM6eC gJrWewEe PS：在输出光场上划定线段 |KS,k|).
PS：选择线测量工具，测量光场随波长的变化 XG C\6?L~
PS：获取线段上不同波长对应的电场振幅 O&|<2Qr
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 ] cmX f
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QQ：2987619807
