建模目的：使用VirutalLab模拟脉冲在自由空间的传输 2B=yT8
B\KvKT|\ 使用工具箱：基本工具箱 W kXa%OZ
`-]*Q b+ 脉冲参数：脉冲宽度为10fs，载波波长800nm，包含29个谐波场 opte)=]J
iW-w?!>|m 自由空间传输距离：10mm #
T$^{/J
mJ#u] tiL VirtualLab脉冲建模的一些概念的介绍 8!b#ez
L:XnW 1(Or 1) 脉冲传输 Xv]O1 f cI
6Nj\N oS 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 /XS}<!)% 1 q}i UnR
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： nI|jUD +y 2) 复数场 dL |D
`L]cJ0tAs 传输时间用 来表示 Pqo"~&Y|~
-+Kx^ V#'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 \[B5j0vV,
=> )l6**UE 脉冲的载波频率为 }/S bmW8(1
xs.>+(@|; 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： \P^WUWY %%G2w6 3M 3) 时间傅里叶变换 &Jk0SUk MP
xl5mI~n_~ 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： 8}X tVF ; h-<('w:A 类似的定义同样适用于复数场 ",w@_}z:
+Z/ *=; 4) 包络函数 wta\C{{
QuT8(s1Q! 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： r[q-O&2& 其对应的频域谱为： ">v76%>Z7
\WQ\q
\ 
: ~~}|Eu
x5.H dKV 1) 构建脉冲光源 ;v^tUyhCb Y]Vt&*{JV Uk` ym PS:高斯脉冲光谱窗口 CJz2.yd
]p\7s 生成的载波波长为800nm的高斯脉冲光谱 ]EnB`g(4;
AT<K>&) 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 Q0#oR [(
VY<$~9a&1 STEP1：选择高斯光源(Gaussian Wave) "n^h'// mn
po4seW! STEP2：在光源窗口选择光谱参数(Spectral Parameters) l<ag\ d
;ug& v
C STEP3：在功率谱类型中选择波长列表(List of Wavelengths) |cEJRs@B
p^3 ]Q STEP4：选择从图表中导入(Load from Diagram) 5k)QjZo
)M<"YI)g STEP5：选择上面生成高斯脉冲光谱 s X.L
~pO6C*" STEP6：OK，以生成高斯脉冲光源 Ur6UE 2
Qj.]I0d 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 (+`pEDD{X
ai)S:2 
6}6;%{p"Gu
)a
AKO` 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 ~Z9Eb| B 
V7U& 8UPb PS:在分析器中双击Optical Path Length Analyzer (OPLA)
PS：光程分析器窗口 z#ab
V1
Xi
6) 点击
，进行光程分析 9t:F
键，对上述结果进行逆向时间傅里叶变换 xP#vAR
)9I>y2WU~ 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 !m"LIa#/Cs
PS：电场振幅在时域中的分布 O=~8+sa
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 #S)] `YW
8 mj Pa^A PS:转换为真实的场 me:~q#k
PS：将包络函数转换为真实场 @ 32~#0a
11) 其它场测量工具 yY_(o]k
nGQc;p5; 线测量工具
，即显示某线段上光场的分布及特性 zmH8 ^:-x 5p So`) PS：在输出光场上划定线段 zx` % )r
PS：选择线测量工具，测量光场随波长的变化 POvxZU
PS：获取线段上不同波长对应的电场振幅 =^8*]/k
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=
,jqW<
)3K# ${p '!eg9}<
QQ：2987619807
