工程光学实验指导书

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1、工程光学实验指导书厦门工学院电子信息工程系2014.9135目录实验一　Tracepro基本功能学习及反光杯建模3实验二　聚光镜的建立6实验三　导光管建立8实验四　液晶背光模组建立15135实验一　Tracepro基本功能学习及反光杯建模一、实验目的1.熟悉tracepro基本功能。2.熟悉建模及表面属性、材料定义方法。二、球形反光碗设计　球形反光碗是使用耐热玻璃（例如：PYREX）压制成型，其内部经高光洁度抛光处理并涂镀反光膜，可将投影灯的后部光能有效地反射至前方，提高投影灯光能利用率。球形反光碗实物图形如下：球形反光碗设计步骤：1．打开TracePro3.

2、24，File→New新建名为球形反光碗的文件，或使用CtrL+N建立。2．点击Insert→Retlector，选择Conic类型，形状为球形（Spherical），计算形式为直径（Diameter）,厚度（Thickness）输入4mm，反光碗高(length)为18mm,孔大小为0,半径(radius)为33mm,起点坐标值和旋转坐标值保持默认，输入结果为图1.1图框所示：135图1.14．点击Insert，使用工具栏图标区缩小图形后，点击下拉菜单View→Render进行渲染以后，反光碗实体模型如图1.2：图1.21355．使用工具栏图标区箭头工具，在

3、图形区完全选中反光碗，或点中导航选项卡中“模型树”Object1，单击鼠标右键，在弹出下拉菜单中选择Properties,进行材料属性设置，在材料目录（Catalog）中选择IR,在材料名称中选择派热克斯（PYREX）耐热玻璃，运用（Apply）此属性，吸收、透过和折射率将显示如图1.3：注：PYREX相关知识：PYREX玻璃是美国康宁玻璃公司(CORNING)研究人员薛利文(Sullivan)1915年发明的，并取得发明专利。这种玻璃在美国叫“派莱克斯”(PYREX)玻璃，PYREX是美国康宁公司产品的一个商标。派莱克斯玻璃专利失效以后，这种玻璃被各国广泛采

4、用。70多年来，很多专家学者都想研究一种新的玻璃，超过派莱克斯玻璃的性能，都没有成功。派莱克斯玻璃的特点是，在玻璃中引入了三氧化二硼(B2O3)改进了玻璃的热稳定性和机械性能。当今，全世界都用派莱克斯玻璃制造化工防腐蚀设备与管件、实验室用玻璃仪器。图1.36．展开“模型树”中Object1，球面反光碗有三个面组成（图1.3）135图1.37．选择表面1(Surface1)，在单击鼠标左键后弹出菜单中选择Properties，进行面（surface）属性定义,在默认（Default）属性情况下选择镜面(Mirror)，运用（Apply）完成定义。8．按下CtrL

5、,使用鼠标，同时选中表面0(Surface0)和表面2(Surface2)，相同的方法设置面属性为完全吸收（PerfectAbsorber）。9．基本完成反光碗设计。学生可以尝试使用改变反光碗位置，然后使用一束平行光射向反光碗反射面，试试效果。实验二　聚光镜的建立一、实验目的　　　在TracePro中进行聚光镜设计，掌握聚光镜建模及光源建立方法。二、聚光镜的建立聚光镜的主要作用是把反光碗和光源的光线进行会聚，在TracePro里面建立的步骤一般如下：1．点击Insert→LensElement命令，打开透镜模型设置对话框。2．在Lens设置栏，建立输入聚光镜中

6、心厚度为18，在材料目录下选择肖特，牌号为K10。3．表面半径输入如图2.1：4．在口径设置栏里，输入半口径为36mm。如图2.25．点击Insertlens。6．点击放缩工具图表，完成建立的聚光镜完全显示在图形窗口。7．展开Object1模型树，同时选中面0和面2，打开在属性设置对话框，选择面属性设置栏。8．在默认面属性目录下，选择3LayerAR。9．点击Apply运用。135聚光镜已经基本完成，读者可以自己定义描光，看看效果，图2.3为一种格子描光后的图片，仅供参考。图2.1图2.2135图2.3实验三　导光管设计一、实验目的　在TracePro中进行导

7、光管设计，掌握面延伸功能。二、导光管设计主要步骤：一建模1．打开TracePro3.24软件。2．在下拉工具菜单Insert选择实体模型InsertPrimitiveSolids命令.3．在基本实体模型设置对话框中，选择Cylinder/Cone设置栏。4．选中Cylinder，在Base下的Major栏输入2，在Top下的Length输入30。如图：3.1坐标位置保持不变。5．点击Insert插入，点击放缩工具图表，如图3.2。135图3.1图3.2下一步将使用Revolve对上面输入的光管右端面进行延伸：1．选中光管右端面，即Object1下的surfac

8、e2。2．在下拉菜单Edit→Surf