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清华大学公开课 《信号与系统》课程讲义
清华大学公开课 卓晴老师主讲的《信号与系统》课程讲义。pdf格式。
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电磁阀simulink仿真
电磁阀液压仿真模型
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三维装箱问题的模型与改进遗传算法
关于三维装箱算法问题, 一些算法理论, 感觉对这方面的应用有一定帮助144效学的实践与认识40着∑(B,*v)≤VB,B,PD,PWy=0或者1v∈{1,2,…,D},y∈{1,2,…,W},z∈{1,2,…,H},j∈{1,2,…,n}(12目标函数是箱子未装填物品的空间最少(亦即空间浪费最少)条件(2)确保子的1个装填空间单元被装填不超过1次即保证物品间不会互相嵌入;(3)式说明上层物品会有支撑,不会悬空(4),(5),(6)式说明物品装箱位置约束;(7),(8},(9)说明物品的摆放问;(11)是箱子的容积约束2這传算法21遗俊法遗传算法(GAs)是建立在达尔文进化论基础上的搜索算法,它从代表问题潜在解的个种群( population)开始,而一个种群则由经过基因(gene)编码 coding)的一定数目的个体individual)组成遗传算法采用了自然进化模型,如选择,交叉变异等计算开始时,一定数目S个个体(父个体1、父个体2……)即种群随机地初始化,并计算每个个体的适应度函数第一代也即初始代产生如果不满足优化准则,开始产生新一代的计算为了产生新一代按照适应度选择个体,父代通过基因重组(交叉)而产生子代所有的子代按一定的概率变异然后重新计算子代的适应度,将子代插入到种群中取代父代构成新的一代循环执行这一过程,直到满足优化准则22算法设计2.21编码方法采用矩阵编码方法,用多维数组(二维矩阵表示染色体结构,数组元素表示染色体基因,编码清晰,易于理解,遗传算子操作方便染色体S=(L,P,Px,Py,T)来表示问题的一个解其中:向量L=(Li,L1,…,Ln)为待装箱物品的一个排列;向量P=(Bn,B1,…,B3n)为对应于排列L的B,一个排列向量Px=(PB,PB,…,PB)为对应于排列L的PB一个排列向量Py=(PB,PB},…,PB为对应于排列L的PBx一个排列矩阵T=(x2=欢面为对应于排列L的装箱物品坐标22适值函数问题的目标是最小化箱子的浪费空间,适应度函数可定义为空间利用率函数(S代表染色体C1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net2期陈德良,等:三维装箱问题的模型与改进遗传算法Fitness(s)(∑B3*v/若∑(B;*v)≤V否则23解的不可行性,罚函数与评估函数由于对染色体作遗传运算时可能获得不可行的子代,惩罚技术是用遗传算法解约束优化问题中最常用的技术,本质上它是通过惩罚不可行解将约束优化问题转化为无约爽问题就本文讨论的问题而言,惩罚项包括:1)物品在装箱时不交叠,即满足约束条件{2},有着∑By≤1g:(S)1,否则2)物品装箱时不能出现悬空即满足约束条件(3),有0若∑B-B+)>0g2(S)=(151,否则3)物品装箱不能超出箱子边界,即满足约束条件(4,(5)和(6),有0若吃+B(Pp++Pwy*吗)≤D1,否则0若+B*(PD*+PWy*m)≤W941,否则(17)95(S)=0,若x+B*h;≤H8)1,否则eat(s=∑9(S)b=1那么,式(14)至(18)任何一个取值为1,都是不可行评估函数eval(S)=Fitness(S)*(5-Genalty (S)24算法步骤)初始化进化代数计数器,随机产生一定数目(大于设定的初始种群规模)的染色体;2)利用式(14)检验初始种群染色体可行性,对不可行解旋转赌轮接受小部分不可行解,与可行解构成初始种群3)对初始种群染色体进行遗传运算;①按照式(14)至(20)计算评估函数:⑩按顺序交叉方法产生子代;④变异算子;4)旋转赌轮选择染色体;)重复3至4)直到完成给定的循环次数;C1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net数学的实践与认识40卷6)确定最好的染色体作为最优解3实验结果我们用C++编程实现了上述算法在配置为CPU24GH/512 Mb ram的微机上,用随机产生的数据进行实验取遗传算法运行参数为:{群体大小进化代数,交叉概率,变异概率}-{100,50,0.85,0.05}用随机产生的数据进行实验,求解20个种类100件物品的装箱问题,得到最好解耗时小于1秒;计算50个种类200件物品的装箱问题,得到最好解耗时小于2秒以下是3类共16件物品的装箱问题.实验数据图2,第!行为箱子尺『;第2至第4行为待装箱物品,每行第1个数据表小序号第2至镌4数据分别为物品尺寸,第5个数据表示物品件数在计算转桌中包含数据依次是:序号,是否装载,物品长,物品宽,物品高,纵向坐标横向坐标,垂向坐标纵向长度,横向长度,垂向长度(图4).从图4可知第12号物品未能装箱,物品装箱的顺序可以从“序号列中得出.绘制的物品装箱示意图见图31421,2,乙2,2,图2实验数据图3装箱示意图文件((格式(Q帮助新 s REPORT耗时:.1 most g sec次数:01615积:7580001016每a0库:92.875989名寸:=280;y=1210;2=300NO: P st Din 1 Din 2 in 3 C xC YPu y Pu 2202002002002001002812B20020012010010020012鲁2020012010020020020020012B100100212021201215024015824815015561111111111115152每000ao00015150240202020055020200201002001215502D0200120100100201205s012020028012015024075000015024815015024075015015024a152002009o002002001002012090020012日未装相物品121501502年图1计算结果o1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHousealLrightsreservedhttp://www.cnki.net2期陈德良,等:三维装箱问题的模型与改进遗传算法1474结束语装箱问题是一常见而难解的优化问题,利用遗传算法求解时,随机产生的初始解会出现大量的不可行解(装箱物品占用空间出现大量交叠),本文将箱子内部空间划分为一个个立方体单元:算法的第2)步对标准遗传算法做了修改通过剔除大量不可行解提高算法的收敛速度,实验结果表明此算法运算过程及绪果稳定,具有较强的实际应用价值能有效解决复杂的三维装箱何题,今后将继续研究将该方法运用到其它不同的有关装箱问题或组合优化问题中参考文献[1] John J, et al. An improved algctithra for the ncn-guillctine-constraincd cutting-stock problem(JIOperational Resee ch Society, 19 /0,+1: 141-149[2] Coffmau E. G, et al. ver age-case analysis of cutting and packing in two dimensions [J]. Euro. Jof Operatic al Reseaich, 1990, 44: 134-14413) Fabien C, et al. A Two-phase heuristic for the two-dinensional cutting-stock problem [J. Opera-tional Research Society, 1991, 42: 39-744 Martello Silvano, Pisinger, David, and Vigo, Daniele. The Three-Dimensional Bin Packing ProblemJ. Operations Research, 2000 Informs. Vol. 48: 256-267]何大勇,査建中,姜义东遗传算法求解复杂集装箱装载问题方法研究向]软件学报,201,12(9):13801385阿]张德富魏丽军陈青山陈火旺等.三维装箱问题的组合启发式算法软件学报,2007,18(9):20832089A Mixed Integer Programming Model ofThree-Dimensional Bin-Packing Problem and ImprovedGenetic AlgorithmsCHEN De-liang, 2, CHEN Zhi-yaSchool of Traffc &z transportation Engineering, Central South University, Changsha 41076, China)(2. Logistics School, Central South University of Forestry Technology, Changsha 410004, ChinaAbstracts The three-dimensional bin-packing problem is complicated but a high level ofinterest in developing effective way to solve this kinds of NP-hard problem. First a MixedInteger Programming model was worked out in this paper, which resorted to dividing box spaceinto unit cube. Then an improved genetic algorithm was mainly developed. Tests on hundredsof problems show that this algorithm makes the most of volume utilization in minimal timeKeywords: three-dimensional bin-packing problem; space division; mixed integer program-ming model; improved genetic algorithmso01994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishinghOuse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
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软考网络工程师模拟考试软件软考网络工程师模拟考试软件软考网络工程师模拟考试软件带序列号，
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OFDM频偏估计算法的仿真
关于频偏估计算法的仿真，里面写的非常详细，算法的仿真过程,关于OFDM系统里频偏估计的算法
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STM32F407引脚说明
ARM内核32位单片机STM32F407引脚详细说明 （pdf文档）Pinouts and pin descriptionSTM32F405XX. STM32F407XXTable 6. STM32F40x pin and ball definitions(continued)Pin numberPin nameo(function afterAlternate functionsAdditional functionsreset) 5二USART2_CTS/UART4_TX/PAO-WKUPETH MII CRS/142334N3401/0 FT(5)TIM2 CH1 ETRADC123 INONKUP(4,(PAO)TIM5 CH1/ TIM8 EtR/EVENTOUTUSART2 RTS/UART4 RX152435N241PA1/O FT(4) ETH_RMI_REF_CLK/ETH MIL RX CLKADC123 N1TIM5 CH2/ TIMM2 CH2EVENTOUTUSART2 TX/TIM5 CH3/162536P242PA21O FT(4)TIM9 CH1/TIM2 CH3ADC123 N2ETH MDIO/ EVENTOUTF443PH2LOFTETH_MIL_CRS/EVENTOUTG444PH3/OFTETH MII COLEVENT○UT12C2 SCLH4|45PH41/O FTOTG HS ULPI NXTEVENTOUTPH5/OFT12C2 SDA/ EVENTOUTUSART2 RX/TIM5 CH4/172637R247PA3/O/FT/(4) TIM9_CH2/TIM2_CH4/OTG HS ULPI DOADC123 N3ETH MII COL/EVENTOUT18273848VBYPASS REG192839K449DDSPI1 NSS/ SPI3 NSS/USART2 CK/202940N450PA41/0 TTa(4)DCMI HSYNC/ADC12 IN4/DAC1 OUTOTG HS SOF/12S3 WSEVENTOUTSPI1 SCK/213041P451PA51O TTa(4OTG HS ULPI CKIADC12 IN5/DAC2 OUTTIM2 CH1 ETR/TIM8 CHIN/ EVENTOUTSPI1 MISO/223142P352PA6IO FT(4) TIM8 BKIN/TIM13_CH1/DCMI PIXCLK/TIM3 CH1ADC12 N6/TIM1 BKIN EVENTOUT46/167DoC ID 022152 Rev 2STM32F405XX. STM32F407XXPinouts and pin descriptionTable 6. STM32F40x pin and ball definitions(continued)Pin numberPin nameo(function afterAlternate functionsAdditional functionsreset) 5二SPI1 MOSI/TIM8 CH1N/TIM14 CH1/TIM3 CH2233243R353PA71O FT(4)ETH MI RX DV/TIM1 CHIN/ADC12 N7RMIL CRS DVIEVENTOUTETH RMI RX DO243344N554PC41/O FT (4) ETH_MIL_RX_DOADC12 N14EVENTOUTETH RMII RX D1/253445P555PC51O FT(1)ETHM‖RxD1/ADC12 IN15EVENTOUTTIM3 CH3/ TIM8 CH2N/26|3546R5561/0 FT(4) OTG_HS_ULPI_D1/ETH MIL RXD2ADC12 IN8TIM1 CH2N/ EVENTOUTTIM3 CH4/TIM8 CH3N/OTG HS ULPI D227|3647R45PB11O FT(ETH MI RXD3ADC12 N9OTG HS INTN/TIM1 CHSN/ EVENTOUTPB2-BOOT1283748M658/OFTEVENTOUT(PB2)--49R659PF11 VO FT□DcM|12′ EVENTOUT50P6|60PF12LOFTFSMC A6/ EVENTOUT51M86152N862DD53 N663 PF13 VOFTFSMC-A7/EVENTOUT54R764PF 14LOFTFSMC AB/ EVENTOUT55P765PF151O FTFSMC A9/EVENTOUT56N766PGOFSMC A10/ EVENTOUT57M767PG11O FTFSMC A11/ EVENTOUT3858R868PE7LOFTFSMC D4/TIM1 ETR/EVENTOUT3959P869PEgFSMC D5/ TIM1 CH1N/1O FTEVENTOUT4060P970PEg10 FTFSMC D6/TIM1 CH1/EVENTOUT61M971SSDoC ID 022152 Rev 247/167Pinouts and pin descriptionSTM32F405XX. STM32F407XXTable 6. STM32F40x pin and ball definitions(continued)Pin numberPin name三(function afterAlternate functionsAdditional functionsreset) 5当|二62N972VDD4163R973PE10/OFTFSMC D7/TIM1 CH2N/EVENTOUTFSMC DB/TIM1 CH2/4264P10|74PE11EVENTOUTPE12FSMC D9/TIM1 CH3N,4365R1075VO FTEVENTOUT4466N1176PE131OFFSMC D1O/TIM1 CH3/EVENTOUTFSMC D11/TIM1 CH44567P1177PE14YO FTEVENTOUT4668R1178PE15/OFTFSMC D12/TIM1 BKINEVENTOUTSPI2 SCK/ 12S2 CK/12C2 SCL USART3 TX/294769R1279PB10/O FTOTG HS ULPI D3/ETH MIL RX ER/TIM2 CH3/ EVENTOUT12C2 SDA/USART3 RX/OTG HS ULPI D4/304870R1380PB111OETH RMI TX EN/ETH MIL TX EN了T|M2cH4/ EVENT○UT314971M1081CAP 1325072N1082VDD12C2 SMBA/TIM12 CH1/M1183PH6LOFTETH MII RXD2/EVENTOUT2C3 SCLN12|84PH7/OFTETHM|RⅩD3/EVENTOUT12C3 SDAPH8ODCMI HSYNC/EVENTOUT11386PH91OFT12C3 SMBA/TIM12 CH2DCMI DO/ EVENTOUTL1387PH101O FTTIM5 CH1/DCMI D1EVENTOUTL12|88lOFTTIM5 CH2/DCMI D2PH1 1EVENTOUT48/167DoC ID 022152 Rev 2STM32F405XX. STM32F407XXPinouts and pin descriptionTable 6. STM32F40x pin and ball definitions(continued)Pin numberPin nameo(function afterAlternate functionsAdditional functionsreset) 5二-|K12|89TIM5 CH3/ DCMI D3/PH12/OFTEVENTOUT-|H1290VssJ12|91VDDSPI2 NSS/2S2 WS/12C2 SMBA/USART3 CK/TIM1 BKIN/335173P1292PB12CAN2 RX1O FTOTG HS ULPI D5ETH RMII TXDOETH MII TXDO/OTG HS ID/ EVENTOUTSP12 SCK/12S2 CK/JSART3 CTS/TIM1 CH1N/CAN2 TX/34|5274P1393B13OTG HS ULPI D6/OTG HS VBUSETH RMII TXD1/ETH MIL TXD1/EVENTOUTSPI2 MISO/ TIM1 CH2N/TIM12 CH1/355375R1494PB14/OFTOTG HS DM/USART3 RTS/TIM8 CH2N/12S2ext SD/EVENTOUTSP12_ MOSI/12S2 SD/365476R1595PB15VO FTTIM1 CH3N/TIM8 CH3N/TIM12 CH2/OTG HS DP/ EVENTOUTPD8LOFTFSMC D13/ USART3 TX/5577P159EVENTOUT5678P1497PDg/OFTFSMC D14/USART3 RXEVENTOUT5779N1598PD101O FTFSMC D15/USART3 CKEVENTOUTFSMC CLE5880N1499PD11lOFTFSMC_A16/USART3-_CTS/EVENTOUTFSMC ALE/5981N13100PD12/OFTFSMC A17/TIM4 CH1USART3 RTS/EVENTOUTDoC ID 022152 Rev 249/167Pinouts and pin descriptionSTM32F405XX. STM32F407XXTable 6. STM32F40x pin and ball definitions(continued)Pin numberPin nar三(function afterAlternate functionsAdditional functionseey)点二6082M15101FSMC A18/TIM4 CH2/PD13VO FTEVENTOUT102V84J13103VDD6185M14104PD14/OFTFSMC DO/TIM4 CH3/EVENTOUT/ EVENT○UT6286L14105PD15/OFTFSMC D1/TIM4 CH4/EVENTOUT87L15 106 PG2VO FT FSMC_A12/EVENTOUT88K15107PG3/OFTFSMC A13/ EVENTOUT89K14108PG4/OFTFSMC A14/EVENTOUT9oK13|109PG5FSMC A15/ EVENT○UT91J15110PG6FSMC NT2/ EVENTOUT92J14111PG7/OFTFSMC INT3儿SART6CKEVENTOUTUSART6 RTS/93H14112PG8LOFTETH PPS OUTEVENTOUT94G12|113SS95H13114VDD12S2 MCK/TIM8 CHU/SDIO D6/376396H15115PC6/OFTUSART6 TXDCMI DO/TIM3 CH1/EVENTOUT1253 MCK/TIM8 CH2/SDIO D7/386497G15116PC7lOFTUSART6 RX/DCMI DI/TIM3 CH2/EVENTOUTTIM8 CH3/SDIO DOPC8TIM3 CH3/USART6 CK/DCMI D2/ EVENTOUT12S CKIN/MCO2/406699F14118PC9TIM8 CH4/SDIO D1//O FT/12C3 SDA/DCMI D3TIM3 CH4/ EVENTOUT50167DoC ID 022152 Rev 2STM32F405XX. STM32F407XXPinouts and pin descriptionTable 6. STM32F40x pin and ball definitions(continued)Pin numberPin nameo(function afterAlternate functionsAdditional functionsreset) 5二MCO1/USART 1 CK/4167100F15119PA81/0 FTTIM1 CH1/12C3 SCL/OTG FS SOF/EVENTOUTUSART1 TX/ TIM1 CH2/4268101E15120PA9VO FT2C3_SMBA/DCMIDO/OTG_FS_VBUSEVENTOUTUSART1 RX/ TIM1 CH34369102D15121PA101O FTOTG FS ID/DCMI D1EVENTOUTUSART1 CTS/CAN1 RX4470103c15122PA11/OFTTIM1 CH4/OTG FS DM/ EVENTOUTUSART1 RTS/ CAN1 TX4571104B15123PA121O FTTIM1 ETR/ OTG FS DP/EVENTOUTPA146 72 105 124 (TMS-SWDIO)/OFTJTMS-SWDIO/ EVENTOUT4773106F13|125CAP74107F12126sss4875108G13127VDDE12|128PH13/O FTTIM8 CH1N/CAN1 TX/EVENTOUT-E13129PH14LOFTTIM8 CH2N/DCM D4/EVENTOUTD13130PH15VO FTTIM8 CH3N/DCMI D11/EVENTOUTTIM5 CH4/SP12 NSSE14131PIO1O FT1252 WS/DCMI D13EVENTOUTD14132PlOFTSPI2 SCK/12S2 CK/DCMI D8/ EVEntoUtTIM8 CH4/SP12 MISOc14133Pl21O FTDCMI D9/12S2ext SDEVENTOUTTIM8 ETR/SPI2 MOSI/C13134PI3/O FT12S2 SD/DCMI D10/EVENTOUT--D9|135VSSc9136VDDDoC ID 022152 Rev 251/167Pinouts and pin descriptionSTM32F405XX. STM32F407XXTable 6. STM32F40x pin and ball definitions(continued)Pin numberPin nameo(function afterAlternate functionsAdditional functionsreset) 5二PA144976109A14137/O FTJTCK-SWCLK/EVENTOUT(JTCK-SWCLK)PA15JTDI SPI3 NSS/5077110A131381OFT12S3_WS/TIM2_CH1_ETR(JTDISPI1 NSS/EVENTOUTSPI3 SCK /12S3 CK/UART4 TXSDIO D2/5178111B14139PC101O FTDCMI D8/ USART3 TX/EVENTOUTUARTA RX/ SPI3 MISO/5279112B13140PC1110FTSDIO D3/DCMI D4/ 3 RX/12S3ext SD/ EVENTOUTUART5 TX/SDIO CK/5380113A12141PC12/OFTDCMI D9/SP 3 MOSI/2S3 SD/USART3 CK/EVENTOUT-81114B12142PDO/OFTFSMC D2/CAN1 RX/EVENTOUT82115c12143PD1 I/OFTFSMC D3/ CAN1 TX/EVENTOUTTIM3 ETRUART5 RX5483116D12144PD2/OFTSDIO CMD/DCMI D11/EVENTOUT84117D11145FSMC CLK/USART2 CTSPD3L EVENTOUT/OFTFSMC NOE/USART2 RTS85118D10146PD4L EVENTOUT86119c11147PD5/OFTFSMC NWE/USART2 TX/EVENTOUT120|D8148121c8149DD87122B11150PD6lOFTFSMC NWAITUSART2 RX/ EVENTOUTUSART2 CK/FSMC NE188123A11151PD710FTFSMC NCE2/ EVENTOUTUSART6 RX/124c10152PG9/OFTFSMC NE2/FSMC NCE3EVENTOUT521167DoC ID 022152 Rev 2STM32F405XX. STM32F407XXPinouts and pin descriptionTable 6. STM32F40x pin and ball definitions(continued)Pin numberPin nameo(function afterAlternate functionsAdditional functionsreset) 5二125B10153PG10VO FTFSMC NCE4 1/FSMC NE3/EVENTOUTFSMC NCE4 2/ETH MIL TX EN-126B9154G111O FTETH RMIL TX ENEVENTOUTFSMC NE4/127B8155PG121/OFTUSART6 RTS/EVENTOUTFSMC A24/USART6 CTS-128A8156PG13lOFT/ETH MI TXDO/ETH RMII TXDOEVENTOUTFSMC A25/ USART6 TX129A7157PG1410 FTTETH MII TXD1ETH RMIL TXD 1/EVENTOUT130D7158SS131c7159DDUSART6 CTS/132B7160PG15lOFTDCMI D13/ EVENTOUTPB3JTDO/ TRACESWOISPI3 SCK/12S3 CK/5589133A10161(JTDO/1/O FTTIM2 CH2/ SPI1 SCKTRACESWO)EVENTOUTPB4NJTRST/ SPI3 MISO/5690134A9162/OFTTIM3 CH1/SP11 MISO/(NUTRST)12S3ext SD/EVENTOUT121 SMBA/ CAN2 RX/OTG HS ULPI D7/5791135A6163PB5/OFTETH PPS OUT/TIM3 CH2/SP11 MOSISP13 MOSI/DCMI D10/12S3 SD/ EVENTOUT12C1 SCL/ TIM4 CH1/PB6CAN2 TX/5892136B6164/OFTDCMI DS/USART 1 TXEVENTOUTDoC ID 022152 Rev 253/167
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800个Unity材质球
里面有800个Unity的材质球，亲测可用，本人用Unity5.6.5版本测试的，建议使用Untiy5.X及其以上的版本使用，本资源仅供分享交流，请勿商业使用
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基于改进的猫映射对图像加密
这是将传统猫映射改进后，对图像加密，是加密图像更具有安全性。希望能帮助研究基于混沌图像加密方向的同学
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《Zemax激光光学设计实例应用——自学案例汇编》之<Zemax光纤输出光斑整形光源的选择问题（非序列模式）>
简介：这份材料是作者自学Zemax光学设计及在实践中应用的案例汇编，提供初学者使用软件作光学系统设计练习，整个过程需要Zemax光学系统设计软件。使用的软件版本为比较常见的2005或2009。因两个版本在某些菜单列表和窗口形式上的些许差异，读者需自行对比测试。最开始的一些例子是基于目前比较常见的教材和习作而进行的细化论述，以丰富本文内容同时对初学者入门更有帮助。作者才疏学浅，不保证该文本的科学性和有效性，其主要作用在于帮助自己对知识进行积累、回顾和追溯。文中会对各个实例的关键位置进行尽量详细的叙述，以达到尽可能全面地掌握知识的目的。本文基于理论与实践的结合，不仅描述如何设计一套光学系统，并且讨Zemax激光光学设计实例应用—自学案例汇编FN∏A TWUZ图18-43D光路结构图(混合序列模式)为了减少麻烦,用不着重新在非序列模式中编辑所有组件;我们可以将上述例子直接转换到非序列模式下。步骤为,主菜单 Tools→ MIsce1 aneous→ Convert to NsC Group,在弹出的对话框中,选择要转换的序列范围,比如,这里是从 Surface2到 Surface13,同时注意勾选 Convert file to non- sequenti al mode,确定后即可转换为非序列模式,透镜元件都在。不过,你会发现,原来已有的非序列组件不能转换过来,自动消失了。不过没关系,重新编辑缺失的组件即可。如图18-5所示,添加一个圆柱体(光纤)组件,再添加若干个探测器(方便自己观察的位置即可)BI Non-Sequential Component EditorEdit Solves Errors Detectors Database Tools ViEW Helpobject Typecomment2P351t1hMaterial Front FZ LengthBack rinder volume.050standard I erF1510.70N-5F64R.00冂.000.250standard LerF1511.820N一LAKs.50n6250Toroid a Lers surfaces00Q2.530standard Lerssurfaces45,440D.00Qtandard Lers surfaces4,3200。000standard Lers surfaces47.3z0BA/.0005,350Detector民ect116.000Detector Fect5.200200图18-5非序列光学组件列表接下米,我们米重点说一说光源的选择问题。因为光源的选择会明显影响仿真的实际效果。这里,我们需要个发散型的光源,发散角基本要和光纤的数值孔径相同,光源放在光纤前端——入射端。非序列光源组件有多种类型叫选,包括椭圆形光源 Source e1 lipse半导体光源 Source diode等等。这些可改置发散角的光源是否都满足要求呢,我们要看《 Matlab辅助激光光学分析与应用》作者出品Zemax激光光学设计实例应用—自学案例汇编看这些光源通过光纤组件之后输出一段距离光线的分布情况和聚焦的情况。我们首先选择椭圆形光源 Source e11ipse作为输入光源,放在光纤输入端。表面上看,椭圆形光源 Source e11ipse是一个面光源,可以分别设置两个半轴长度,但实际也是无穷远点光源。要设置光源的发散角,则需要改变发光源的位置,从无穷远改为有限距离。obiectcomment z Position Material*LayoutSourcepie50.020500000Power (wat.. wavenumber color# x Half wi.. Y Half wi.source Di..1.0000.0200.0200.100图18-6椭圆光源参数设置如图18-6所示设置光源参数,类型 object Type选择 Source e11ipse,位置zPoSItion设为-50.02,绘图光线数目 Layout rays设为50,分析光线数目 AnalysisRayS改为500000,半轴长度(相当于光阑) X Half width、 Y Half width均设为0.02(小于光纤半径),光源距离 Source distance设为0.1,其他参数默认即可。如此设置,光源距离和光阑尺寸的配合,恰好获得数值孔径NA为0.2的光源。然后在光纤输岀端、距离光纤端面0.5mm的位置放置一个探测器,检测输出光线分布情况,探测器像素500,尺寸要比预测光斑尺寸略大一些(一般2倍即可)设置完华,打开3D光路结构图,如图18-7所示。可见与图18-4所示的混合序列模式没有明显区别,除了绘图光线均匀性的区别,非序列模式中绘图光线为随机分布方式,而序列模式中绘图光线为均匀分布方式将图像局部放大,观察光纤输入端和输出端,注意光线是否有溢出或者发散角与设想的是否一致等等,分别如图18-8和18-9所示。因为,笔者实测发现一个问题,减小光纤直径,到一定程度之后,就会影响输出端的光线数值孔径,似乎一部分发散角大的光线被消去,输出的光线数值孔径变小了。但是,这时如果将光纤长度缩短到一定程度后,输出光线的数值孔径又能恢复正常。这个问题具体是由什么原理、原因造成的,口前还不知道。也就是说,用这个圆柱体cy1 inder yo lume来模拟光纤,需要注意育径-长度比例,否则丢失信息,读者注意。《 Matlab辅助激光光学分析与应用》作者出品Zemax激光光学设计实例应用—自学案例汇编图18-73D光路结构图(非序列模式图18-83D光路结构图-光纤前端(非序列模式)《 Matlab辅助激光光学分析与应用》作者出品Zemax激光光学设计实例应用—自学案例汇编图18-93D光路结构图-光纤出端(非序列模式)接着,打开探测器观察窗口,再打开光线追迹控制器,追迹所有探测器光线。这里,我们放置了两个探测器,分别在光线输出端口和光线聚焦位置。先看光纤输出端的光线分布,如图18-10所示为相干模式下,光纤输出端附近的光斑形状及光线密度分布情况,从图上看,分布不是很均匀,但大体还是可以看出光斑整体轮廓效果:;再切换到非相干模式下,如图18-11所示,我们看到这时光线分布严重不均匀,甚至光斑轮廓都看不到了,这显然已经和实际经验相去甚远了。133,S1l5宁,四了了4:1F315宁,H4,529,总92H,3屮DETEC T0R工MRGE: COHEEENT工RRFD工FNCED: YHG旺 AM BELTVERT SIST日正,屮日國翼的,题 H NILLLHETERXELS 500WX 591 H. TOTAL HITS =499993FHc:1,用92《 Matlab辅助激光光学分析与应用》作者出品Zemax激光光学设计实例应用—自学案例汇编图18-10探测器光线分析-光线输出端(相干模式)291625222三51292H1DETECTOR工HGE: INCOHERENT RR工HNE正囚,"HM工ET防.PIEs5EW5〗H.卫THT=曾們EF工RRR工RNCE40TE+004 HATTSCH 2TOTHL POWERi 9 9998E-00L HTT5图18-11探测器光线分析-光线输出端(非相干模式)121,5L,2272,55四DETE匚TDR工NRGE: COHERENT工 =EDLNCEND: HG BERM ELTWERY STSTEMTUE MAY正 ETECTOR 9. NSCG SLRFRCE正EW2@H山工TE,FE§5W5H,TfHT=2PEF TRRAOTFNCE i 12785E+00L ATTSCH"?OTAL POWER2.5占5E-2 MATTS图18-12探测器光线分析-聚焦光斑(相干模式)《 Matlab辅助激光光学分析与应用》作者出品Zemax激光光学设计实例应用—自学案例汇编r94:15屮714,72535,32555,123827E58 8317ETEGTUE工MRGE: INCOHEENT RRH工RNCELD: YAG BERM DELIVERY SYSTE1RCE 1SLZE 4I LX 21DE5 H MILLLHE TER PLNELS 59 5X 505 H. OTAL HTs =197978CE::60:m2TOTHL FILER图18-13探测器光线分析-聚焦光斑(非相干模式)再看另外一个探测器,光线经过透镜光学系统整形聚焦后的光斑形状和光线分布情况,相干模式和非相干模式分别如图18-12和18-13所示。同样,相干模式虽然分布也不均匀但基本还能看出光斑轮廓为以椭圆光斑;而非相干模式下,光线分别很不均匀,看上去光斑形状也不是椭圆形,而是一个变形了的菱形。于是,笔者怀疑光源的选择和设置可能不人合理。可能是由于光源本质还是一个点光源,即使通过光纤(圆柱体)后光线也没能有效匀化所致。那么,换一个光源类型,比如半导体光源 Source diode会不会更好一些。如图18-14所示,光源类型选择 Source diode,位置 z Postion设为-50.02,绘图光线数目Layout rays设为50,分析光线数目 Analysis Rays设为500000,发散角X- Di vergence、Y- DI vergence均设为12(匹配光纤数值孔径),其他参数默认即可。如此设置,获得的数值孔径NA差不多也为0.2的光源ε然后同样在光纤输出端、距离光纤端面0.5mm的位置放置一个探测器,检测输岀光线分布情况,探测器像素500,尺寸要比预测光斑尺寸略大一些(一般2倍即可)。更新3D光路结构图,放大观察光纤入射端和输出端的光线情况,分别如图18-15和18-16所示,可见都还比较正常,没有溢出光线,输出发散角也比较合理。《 Matlab辅助激光光学分析与应用》作者出品Zemax激光光学设计实例应用—自学案例汇编object TypeComment Position Material+ I ayout.*Analysi.Source diode0,U∠0object Type Astigmatismx-Diver ge.X-superGa.Y-Diverge.Y-superGasource D1 odel0.0D012.000.0112.0000.01图18-14导体光源参数设置图18-153D光路结构图-光纤前端图18-163D光路结构图-光纤输出端《 Matlab辅助激光光学分析与应用》作者出品Zemax激光光学设计实例应用—自学案例汇编311,忌HL428,总5732屮9,"F31之18,28187,1H6」5s.92712,3白占2,3日318H1JE TEG TOR工MRGE:Cu仨RENT工 CERO LHNGELD: YAG BERM DELIVERY SYSTE1灯T职R1, NSCE RFACE L江正区W翼四,HM工能防,PXL5E的日H.ILHT=8工RRRL工FNCE:3,1L8HE+2H^2TOTHL PERB,5551E-图18-17探测器光线分析-光线输出端(相干模式)H⑦13屮131忌3L7s叫sDETECTOR工MRGE:工 COHEZET工RRR囗工FCEHG BERM DELIVERY SYSTE正 TECTOR10. NSCG EURFACE LX,啦H工能TE,PX555H而HT=第83工 H:z:22SrCH+图18-18探测器光线分析-光线输出端(非相干模式)《 Matlab辅助激光光学分析与应用》作者出品
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