光电系统模拟与仿真设计报告.docx
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光电系统模拟与仿真设计报告
光电系统模拟与仿真设计报告
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班级：
指导教师：
光电技术系
08年6月22日
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、Simulink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。
【实验内容】
1、用MATLAB可以识别的格式输入下面两个矩阵
再求出它们的乘积矩阵C，并将C矩阵的右下角2×3子矩阵赋给D矩阵。
赋值完成后，调用相应的命令查看MATLAB工作空间的占用情况。
2、用MATLAB语言实现下面的分段函数
3、分别用for和while循环结构编写程序，求出
并考虑一种避免循环的简洁方法来进行求和。
4、选择合适的步距绘制出下面的图形
（1）
，其中
（2）
，其中
5、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。
（a）
，（b）
【实验程序及相应结果】
1、在编辑器里输入一下程序
A=[1,2,3,3;2,3,5,7;1,3,5,7;3,2,3,9;1,8,9,4];
B=[1+4i,2,3,6,7,8;2,3,3,5,5,4+2i;2,6+7i,5,3,4,2;1,8,9,5,4,3];
C=A*B
D=C（4:
5,4:
6）
单击运行后结果如下：
C=
1.0e+002*
0.1400+0.0400i0.5000+0.2100i0.51000.40000.41000.3100+0.0400i
0.2500+0.0800i0.9900+0.3500i1.03000.77000.77000.5900+0.0600i
0.2400+0.0400i0.9700+0.3500i1.00000.71000.70000.5100+0.0600i
0.2200+0.1200i1.0200+0.2100i1.11000.82000.79000.6500+0.0400i
0.3900+0.0400i1.1200+0.6300i1.08000.93000.99000.7000+0.1600i
D=
82.000079.000065.0000+4.0000i
93.000099.000070.0000+16.0000i
2、在编辑器里输入一下程序即可实现题目要求
functiony=zuoye2（x,h,D）
ifx>D
y=h;
elseifx<-D
y=-h;
else
y=h/D*x;
end
并保存为函数名zuoye2，那么可在命令空间里检测正确性
>>y=zuoye2（8,4,6）
y=
4
>>y=zuoye2（4,4,6）
y=
2.6667
>>y=zuoye2（-5,6,2）
y=
-6
结果正确。
3、用for语句循环程序如下：
sum=0;
fori<=0:
63
sum=sum+2^i;
end
sum
运行结果为
sum=
1.8447e+019
用while程序循环如下：
sum=0;i=0;
while（i<=63）
sum=sum+2^i;
i=i+1;
end
sum
运行结果为：
sum=
1.8447e+019
另一种简洁的方式：
i=0:
63;
b=2.^i;
a=ones（64,1）;
K=b*a
结果为
sum=
1.8447e+019
4、程序如下：
（1）>>t=-1:
0.001:
1;
>>y=sin（1./t）;
>>plot（t,y）
运行结果，即所得图形如下：
（2）>>t=-pi:
0.01:
pi;
>>y=sin（tan（t））-tan（sin（t））;
>>plot（t,y）
得到的图形如下：
5、各个题目程序和结果如下：
（1）程序为：
>>A=[7,2,1,-2;9,15,3,-2;-2,-2,11,5;1,3,2,13];
>>B=[4;7;-1;0];
>>X=inv（A）*B
运行结果为：
X=
0.4979
0.1445
0.0629
-0.0813
（2）程序为：
>>A=[1,3,2,13;7,2,1,-2;9,15,3,-2;-2,-2,11,5];
>>B=[9,0;6,4;11,7;-2,-1];
>>X=A\B
结果为：
X=
0.98070.4979
0.26800.1445
-0.22260.0629
0.5893-0.0813
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．利用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。
【实验内容】
1、显微物镜系统设计
在图1显示一个10X显微物镜。
其包含二组远距的胶合双重透镜（Lister型式）。
NA：
0.25；EFL=0.591。
表1提供了这个设计的数据。
第一镜面到像距为0.999。
第一镜面到物距为6.076。
最后一面供作保护面之用。
畸变=0.26﹪。
图110倍显微物镜系统
表110倍显微物镜参数
要求：
（1）运用zemax软件仿真实现该系统，并进行像质评价和分析。
（2）改变某一LensData，观察像质评价和分析，然后设置该LensData为变量并进行优化，再观察像质评价和分析，最后比较优化前后结果。
2、望远镜头系统设计
在图2是一个f/6.5望远镜头具有20°视场以及EFL=5。
这个镜组的资料给定在表2。
图2望远镜头系统
表2望远镜头系统参数
要求：
（1）运用zemax软件仿真实现该系统，并进行像质评价和分析。
（2）改变某一LensData，观察像质评价和分析，然后设置该LensData为变量并进行优化，再观察像质评价和分析，最后比较优化前后结果。
【实验步骤与结果】
实验三Optisystem仿真设计
【实验目的】
1．熟悉Optisystem实验环境，练习使用元件库中的常用元件组建光纤通信系统。
2．利用Optisystem的优化功能仿真计算光纤通信系统的各项性能参数，并进行分析。
【实验内容】
1、OptiSystem用于WDM设计
根据下图，运用OptiSystem练习设计WDM通信系统，并得出WDM分析结果，在此基础上练习使用该软件的优化功能，如何实现系统优化。
WDM分析结果
2、OptiSystem用于EDFA设计
根据下图，运用OptiSystem练习设计EDFA通信系统，并得出EDFA产生的增益，如采用双泵浦，其增益又如何，在此基础上练习使用该软件的优化功能，如何实现系统优化。
【实验步骤与结果】
1、
2、
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