1、 學院： 理學院 班級： 光信101 時間： 第七章 分光棱鏡實體模型分光棱鏡是一種通過光的色散原理將不同波長的光波根據(jù)實際需要將其分開，被廣泛用于各種光譜分析設備等光學系統(tǒng)中。分光棱鏡的該功能可通過在TrancePro中建模來實現(xiàn)和觀察。一 建立棱鏡實體模型1.建立面片：分光棱鏡的截面為多邊形，應用“模板”配合Sweep指令生成a. 點擊依次操作“插入”>“幾何物件”>“模板”打開如圖7.1所示對話框；圖7.1b按圖分別輸入多邊形的五個頂點坐標，（0,0,0），（0,0,6），（0,6,8.5），（0,8.5,6），（0,6,0），點擊“插入”完成多邊形的建立，如圖7.2所示。要

2、注意的是“模板”的建立需要按照順時針或逆時針輸入每個節(jié)點的坐標。圖7.22.拉伸面片；a選中面片的表面Surface 0b點擊右鍵選擇“延伸填充”或操作“編輯”>“表面”>“拉伸填充”，將多邊形沿X軸進行拉伸形成五棱鏡，拉伸長度為10mm，如圖7.3所示.圖7.33.設置模型材料和表面屬性：a在左側(cè)的系統(tǒng)樹種選中Thin Sheet 1；b點擊鼠標右鍵選擇“屬性”打開屬性對話框。c選擇選項“材料”，在其目錄欄中選擇“SCHOTT”,名稱選擇“BK7”，點擊“應用”,如下所示圖7.4d在系統(tǒng)樹種選中Surface 1，按下Ctrl鍵選中Surface 3，也可以在上方工具欄中點擊圖標

3、，然后選中Surface 1同時按下Ctrl鍵選中Surface 3。e點擊鼠標右鍵選中“屬性”打開相應對話框以編輯其屬性，f打開“表面”編輯框，在其“目錄”下拉選項中選擇Default，在“名稱”下拉選項中選擇Perfect Mirror,然后單擊“應用”，如下圖所示；圖7.5二 建立下棱鏡實體模型1. 建立面片：a 點擊依次操作“插入”>“幾何物件”>“模板”打開對話框，b 按圖分別輸入四邊形的四個頂點坐標，（-2,0,-2），（-2,-5,10），（-2,-7,10），（-2,-12,-2），然后點擊“插入”完成模型的建立，如下圖所示，圖7.62. 拉伸面片a 選中面片的表面

4、Surface 0，b 點擊右鍵選擇“延伸填充”或操作“編輯”>“表面”>“拉伸填充”，將多邊形沿X軸進行拉伸形成四棱鏡，拉伸長度為-10，注意：拉伸方向和你建立面片的順序有關，具體如下圖所示圖7.73. 設置模型材料和表面屬性：a 在主視圖中或在左側(cè)的系統(tǒng)樹中選中物體Thin Sheet 2，b 點擊鼠標右鍵選擇“屬性”，選擇“材料”項目，在其目錄欄中選擇“SCHOTT”,名稱選擇“BF6”，點擊“應用”,如下所示圖7.8三 建立一個觀察面：為了觀察棱鏡組的分光效果需添加一個觀察面。1.建立面片:a 點擊依次操作“插入”>“幾何物件”>“模板”打開對話框，b按圖分別輸

5、入四邊形的四個頂點坐標，（-4,-3,15），（-6,-3,15），（-6,-7,15），（-4,-7,15），然后點擊“插入”完成模型的建立。結(jié)果如下圖圖7.92.設置表面屬性a在系統(tǒng)樹Thin Sheet 3中選中表面Surface 0，b點擊鼠標右鍵選中“屬性”打開其對話框，c選擇“表面”選項欄，在其“目錄”欄中選擇Default，在“名稱”下拉選項中選擇Perfect Absorber，點擊“應用”，如下圖所示圖7.10四. 設置閾值設計者可以定義光強閾值，默認值是0.05，意味著每根光線向各個方向反射，分解成跟多的光線，如果新分解出的光線高于初始強度的0.05%，則會被繼續(xù)追擊，若低

6、于0.05%，則不會被追擊，為了在仿真中更加準確再現(xiàn)真實情況，應根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)光強閾值，1.依次操作“光線追擊”à“光線追擊選項”à“門檻數(shù)值”à2.將“光通量門檻數(shù)”設定為0.15，然后點擊“應用”，如下圖所示圖7.11五.設置波長1. 選擇“光源”對話框，激活“Gird Source 1”，接著雙擊“Gird Source 1”打開格點光源設置對話框，設置“格點圖形”為“隨機”，Rays/Wave為100，再選擇“波長”對話框，首先刪除波長為0.5461的光線，再輸入0.4點擊“加入”，同樣再次輸入0.41，點擊“加入”，用同樣的方法以0.01為間隔一直到加

7、到0.7為止，完畢后點擊“修改”，如下圖所示圖7.12六.光線追擊用于光譜儀的分光棱鏡，其入射光通常是光束通過一個入射狹縫后形成的窄帶；1.雙擊格點光源“Gird Source 1”，打開格點光源設置對話框，設置的相關參數(shù)如圖所示,然后點擊“修改”。圖7.132.點擊工具欄中光線追擊圖標，查看光線追擊效果，如下圖所示。圖7.14七 設定光照圖的參數(shù)1.在系統(tǒng)樹中選中 Thin Sheet 3這個模型的Surface 0表面2.點擊操作“分析”à“輻照度/光照度選項”來設定相關光照度圖的參數(shù)，3.在“圖形數(shù)據(jù)”的“分析項目”中選擇CIE(xy),“描繪光線”選擇“吸收”，再點擊“應用”，如下如所示圖7.