【精品】光电系统模拟与仿真指导书

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1、实验一MATLAB基本操作实验目的1.熟悉MATLAB实验环境，练习MATLAB命令、m文件、Sinwlink的基本操作。2.利用MATLAB编写程序进行矩阵运算、图形绘制、数据处理等。实验原理MATLAB环境是一种为数值计算、数据分析和图形显示服务的交互式的环境oMATLAB有3种窗口,即:命令窗口(TheCommandWindow)m■文件编辑窗口(TheEditWindow)和图形窗口(TheFigureWindow),而Simulink另外乂有Simulink模型编辑窗口。1.命令窗口(TheComman

2、dWindow)当MATLAB启动后，出现的最大的窗口就是命令窗口。用户可以在提示符“>>”后面输入交互的命令，这些命令就立即被执行。在MATLAB中，一连串命令可以放置在一个文件中，不必把它们直接在命令窗口内输入。在命令窗口中输入该文件名，这一连串命令就被执行了。因为这样的文件都是以“.m”为后缀，所以称为m・文件。2.文件编辑窗口(TheEditWindow)我们可以用n>文件编辑窗口来产牛新的nv文件，或者编辑已经存在的n>文件。在MATLAB主界而上选择菜单“File/New/M-file”就打开了一个新

3、的m■文件编辑窗口；选择菜⑴“Filc/Open”就可以打开一个已经存在的m-文件，并且可以在这个窗口中编辑这个m-文件。3.图形窗口(TheFigureWindow)图形窗口用来显示MATLAB程序产牛的图形。图形可以是2维的、3维的数据图形，也可以是照片等。实验内容1川MATLAB可以识别的格式输入下面两个矩阵123323571357B32391894再求出它们的乘积矩阵C，用相应的命令查看MATLAB工作空间的占用情况。「1+4/43678_233554+2,26+7/5342_189543_并将C矩阵的右

4、下角2X3犷矩阵赋给D矩阵。赋值完成后，2用MATLAB语言实现下血的分段函数/?,x>Dy=・f(x)=

5、5X=-1，(b)9153-2X=11713213_0-2-215-2-15求解下面的线性代数方程,并验证得出的解真正满足原方程。实验二Zemax仿真设计实验目的1.熟悉Zemax实验环境，练习使用元件库中的常用元件组建光学系统。2.利川Zeamx的优化功能设计光学系统并使其系统的各项性能参数达到最优。实验原理启用Zemax,如何键入wavelength,lensdata,产生rayfan,OPD,spotdiagrams,定义thicknesssolve以及variables,执行简单光学设计最佳化，即分为以下

6、两个部分。1、lensdataeditor首先叫出ZEMAX的lensdataeditor(LDE),什么是LDE呢？它是你要的工作场所,譬如你决定要用何种镜片，儿个镜片，镜片的radius,thickness,大小，位置……等。然后选取你要的光，在主选单system下，圈出wavelengths,依喜好键入你要的波长，同吋可选用不同的波长等。现在在第一列键入0.486,以microns为单位，此为氢原子的F-line光谱。在第二、三列键入0.587及0.656,然后在primarywavelength_k点在0

7、.486的位置，primarywavelength主要是用来计算光学系统在近轴光学近似(paraxialoptics,即first-orderoptics)下的几个主要参数，如focallength,magnification,pupilsizes等。再来我们要决定透镜的孔径有多人。既然指定要F/4的透镜，所谓的F/#是什么呢？F/#就是光由无限远入射所形成的effectivefocallengthF跟paraxialentrancepupil的XL径的比值。所以现在我们需要的aperture就是100/4=25

8、(mm)o于是从systemmenu上选generaldata,在apervalue上键入25,而aperturetype被default为EntrancePupildiameter。也就是说，entrancepupil的大小就是aperture的大小。回到LDE,可以看到3个不同的surface,依序为OBJ,STO及IMA。OBJ就是发光物，即光源，STO即apert