分光棱镜实体模型.doc

学院： 理学院 班级： 光信101 时间： 2013.03.15第七章 分光棱镜实体模型分光棱镜是一种通过光的色散原理将不同波长的光波根据实际需要将其分开，被广泛用于各种光谱分析设备等光学系统中。分光棱镜的该功能可通过在TrancePro中建模来实现和观察。一 建立棱镜实体模型1.建立面片：分光棱镜的截面为多边形，应用“模板”配合Sweep指令生成a. 点击依次操作“插入”“几何物件”“模板”打开如图7.1所示对话框；图7.1b按图分别输入多边形的五个顶点坐标，（0,0,0），（0,0,6），（0,6,8.5），（0,8.5,6），（0,6,0），点击“插入”完成多边形的建立，如图7.2所示。要注意的是“模板”的建立需要按照顺时针或逆时针输入每个节点的坐标。图7.22.拉伸面片；a选中面片的表面Surface 0b点击右键选择“延伸填充”或操作“编辑”“表面”“拉伸填充”，将多边形沿X轴进行拉伸形成五棱镜，拉伸长度为10mm，如图7.3所示.图7.33.设置模型材料和表面属性：a在左侧的系统树种选中Thin Sheet 1；b点击鼠标右键选择“属性”打开属性对话框。c选择选项“材料”，在其目录栏中选择“SCHOTT”,名称选择“BK7”，点击“应用”,如下所示图7.4d在系统树种选中Surface 1，按下Ctrl键选中Surface 3，也可以在上方工具栏中点击图标，然后选中Surface 1同时按下Ctrl键选中Surface 3。e点击鼠标右键选中“属性”打开相应对话框以编辑其属性，f打开“表面”编辑框，在其“目录”下拉选项中选择Default，在“名称”下拉选项中选择Perfect Mirror,然后单击“应用”，如下图所示；图7.5二 建立下棱镜实体模型1. 建立面片：a 点击依次操作“插入”“几何物件”“模板”打开对话框，b 按图分别输入四边形的四个顶点坐标，（-2,0,-2），（-2,-5,10），（-2,-7,10），（-2,-12,-2），然后点击“插入”完成模型的建立，如下图所示，图7.62. 拉伸面片a 选中面片的表面Surface 0，b 点击右键选择“延伸填充”或操作“编辑”“表面”“拉伸填充”，将多边形沿X轴进行拉伸形成四棱镜，拉伸长度为-10，注意：拉伸方向和你建立面片的顺序有关，具体如下图所示图7.73. 设置模型材料和表面属性：a 在主视图中或在左侧的系统树中选中物体Thin Sheet 2，b 点击鼠标右键选择“属性”，选择“材料”项目，在其目录栏中选择“SCHOTT”,名称选择“BF6”，点击“应用”,如下所示图7.8三 建立一个观察面：为了观察棱镜组的分光效果需添加一个观察面。1.建立面片:a 点击依次操作“插入”“几何物件”“模板”打开对话框，b按图分别输入四边形的四个顶点坐标，（-4,-3,15），（-6,-3,15），（-6,-7,15），（-4,-7,15），然后点击“插入”完成模型的建立。结果如下图图7.92.设置表面属性a在系统树Thin Sheet 3中选中表面Surface 0，b点击鼠标右键选中“属性”打开其对话框，c选择“表面”选项栏，在其“目录”栏中选择Default，在“名称”下拉选项中选择Perfect Absorber，点击“应用”，如下图所示图7.10四. 设置阈值设计者可以定义光强阈值，默认值是0.05，意味着每根光线向各个方向反射，分解成跟多的光线，如果新分解出的光线高于初始强度的0.05%，则会被继续追击，若低于0.05%，则不会被追击，为了在仿真中更加准确再现真实情况，应根据实际情况调节光强阈值，1.依次操作“光线追击”“光线追击选项”“门槛数值”2.将“光通量门槛数”设定为0.15，然后点击“应用”，如下图所示图7.11五.设置波长在验证分光作用时，追击光线应根据所设计的光谱设备的光谱范围来选取相应光波长，本例题中选取0.4um到0.70um的连续波长，步长间距为0.01um的波段，1. 选择“光源”对话框，激活“Gird Source 1”，接着双击“Gird Source 1”打开格点光源设置对话框，设置“格点图形”为“随机”，Rays/Wave为100，再选择“波长”对话框，首先删除波长为0.5461的光线，再输入0.4点击“加入”，同样再次输入0.41，点击“加入”，用同样的方法以0.01为间隔一直到加到0.7为止，完毕后点击“修改”，如下图所示图7.12六.光线追击用于光谱仪的分光棱镜，其入射光通常是光束通过一个入射狭缝后形成的窄带；1.双击格点光源“Gird Source 1”，打开格点光源设置对话框，设置的相关参数如图所示,然后点击“修改”。图7.132.点击工具栏中光线追击图标，查看光线追击效果，如下图所示。图7.14七 设定光照图的参数1.在系统树中选中 Thin Sheet 3这个模型的Surface 0表面2.点击操作“分析”“辐照度/光照度选项”来设定相关光照度图的参数，3.在“图形数据”的“分析项目”中选择CIE(xy),“描绘光线”选择“吸收”，再点击“应用”，如下如所示图7