基于matlab的姓名仿真实验.

1 光电综合性大实验

班级：光电111 姓名：匡政政 学号：3110206109 时间：2014.12.29-2015.01.09 指导老师：韩超、鲁麟 2

目录

实验一 Matlab软件环境的熟悉 实验二 函数编写与程序设计 实验三 二维图形和三维图形的创建 实验四 离轴傅里叶全息术的光学仿真实验 实验五 迂回位相型全息图的制作实验 实验六 PIN光电二极管特性测试 实验七 光电二三极管综合特性测试 实验八 APD光电二极管特性测试 3

实验一 Matlab软件环境的熟悉 （一）实验目的 熟悉MATLAB软件的工作环境、命令的使用方法，掌握绘图及编程原理 （二）实验设备 计算机MATLAB软件 （三）实验内容 MATLAB软件命令的使用、数据及图像的读取、处理和保存、常规的矩 阵元算、方程组的求解方法等。

实验小结：本次实验我们熟悉了Matlab的软件环境，了解了命令的使用方法，同时也掌握了绘图及编程原理，收获颇丰！ 4

实验二 函数编写与程序设计 （一）实验目的 1．掌握函数的编写规则。 2．掌握函数的调用。 3．会用Matlab程序设计实现一些工程算法问题。

（二）实验内容

1．编写一个[y,y1,y2]=mwave(f1,m1,f2,m2)函数，实现以下功能，并绘出y1、y2、y在t∈[0，2π]区间500个样点的图形。（其中调用参数2 ≤ f1、f2 ≤ 20 HZ；0.5 ≤ m1、m2 ≤ 2）

11122212

sin(2);sin(2);ymftymftyyy

2.程序设计:相传古代印度国王要褒奖他的聪明能干的宰相达依尔，问他要

什么？达依尔回答：“陛下只要在国际象棋棋盘的第一个格子上放一粒麦子，第二个格子上放两粒麦子，以后每个格子上的麦子数都按前一个格子上的两倍计算。如果陛下按此法给我64格的麦子，就感激不尽，其他什么也不要了。”国王想：“这还不容易。”让人扛了一袋麦子，但很快用光了，再扛出一袋还不够，请你为国王算一下共要给达依尔多少小麦？（一袋小麦约1.4x10^8粒）

3.程序设计：公元前五世纪我国古代数学家张丘建在《算经》一书中提出了“百鸡问题”：鸡翁一值钱五，鸡母一值钱三，鸡雏三值钱一。百钱买百鸡，问鸡翁、母、雏各几何？

（三）实验要求 1．编写实现第二节实验内容（1）所使用的函数文件。 2．程序设计用M文件编写，并记录执行结果。“百鸡问题”答案不唯一，要给出所有答案。 3．书写实验报告时要结构合理，层次分明，在分析描述的时候，需要注意语言的流畅。 5

（四）实验程序 1：function [y,y1,y2]=mwave(f1,m1,f2,m2)

% 根据给定的频率和幅值计算标准正弦函数y1、y2及其叠加y的波形。 if (f1<2)|(f1>20) error('f1超出范围!'),return,end if (f2<2)|(f2>20) error('f2超出范围!'),return,end if (m1<0.5)|(m1>2) error('m1超出范围!'),return,end if (m2<0.5)|(m2>2) error('m2超出范围!'),return,end t=0:2*pi/(500-1):2*pi; y1=m1*sin(2*pi*f1*t); y2=m2*sin(2*pi*f2*t); y=y1+y2; figure subplot(311);plot(t,y1);title('y1波形'); subplot(312);plot(t,y2);title('y2波形'); subplot(313);plot(t,y);title('y=y1+y2波形');

2：a=1; s=0 for i=1:64 s=s+a; a=2*a; end n=s/1.4/10^8

运行后得：n=1.3176e+011 3：for x=0:19 for y=0:33 for z=0:100 if (x+y+z==100)&(5*x+3*y+z/3==100) d=[x,y,z] end end end end 运行后得结果： d= 0 25 75 d= 4 18 78 6

d= 8 11 81 D= 12 4 84

实验小结：本次实验我们掌握了函数的编写规则，也在老师的领导下掌握函数的调用，同时也了解了Matlab程序设计实现一些工程算法问题，收获颇丰！ 7 实验三 二维图形和三维图形的创建

（一）实验目的 1．掌握二维图形的绘制。 2．掌握图形的标注 3．了解三维曲线和曲面图形的绘制。

（二）实验内容 1．生成1×10维的随机数向量a，分别用红、黄、蓝、绿色绘出其连线图、脉冲图、阶梯图和条形图，并分别标出标题“连线图”、“脉冲图”、“阶梯图”、“条形图”。 2．在同一个图形窗口中，绘制两条曲线1221/2xxyy、；并分别在靠

近相应的曲线处标注其函数表达式。 3．编写一个mcircle(r)函数，调用该函数时，根据给定的半径r，以原点为圆心画一个如图所示的红色空心圆。（图例半径r=5） 4. （1）绘一个圆形螺旋线（形似弹簧）图。圆柱截面直径为10，高度为 5，每圈上升高度为1。 （2）利用（1）的结果，对程序做少许修改，得出结果。

（三）实验要求 1． 编写实现第二节实验内容中所使用的函数命令，并对二-2记录相应的生成结果。 2． 书写实验报告时要结构合理，层次分明，在分析描述的时候，需要注意语言的流畅。

（四）实验程序及仿真 1. a=rand(1,10) subplot(221); plot(a,'r'); title('连线图'); subplot(222); stem(a,'y'); title('脉冲图'); subplot(223); stairs(a,'b'); title('阶梯图'); subplot(224); bar(a,'g'); title('条形图'); 8

2.x=-5:0.1:5; y1=2.^x;

y2=(1/2).^x; plot(x,y1,'r');text(2,10,'y1=2^x'); hold; plot(x,y2,'b');text(-3,10,'y2=(1/2)^x') 9 3.function [y,t]=mcircle(r) t=0:2*pi/64:2*pi; y=r*ones(size(t)); subplot(121),polar(t,y,'*r') [X,Y]=po12cart(t,y); X=r*cos(t); Y=r*sin(t); subplot(122),plot(X,Y,'*r') axis equal; axis square;

4.t=0:pi/180:2*pi*5; r1=5;

x1=r1*cos(t); y1=r1*sin(t); z=t/(2*pi); Subplot(121),plot3(x1,y1,z) grid on r2=linspace(5,0,length(t)); x2=r2.*cos(t);y2=r2.*sin(t); subplot(122),plot3(x2,y2,z) grid on 10

实验小结：本次实验我们掌握二维图形的绘制，在老师的指导下掌握图形的标注，同时了解三维曲线和曲面图形的绘制，收获颇丰！ 11

实验四 离轴傅里叶全息术的光学仿真实验 （一）实验目的 掌握离轴全息术的基本原理，掌握傅里叶全息图的仿真过程。 （二）实验内容 选择合适的原始图片，通过软件编写代码，仿真离轴傅里叶全息图的制作、再现过程。 程序和图像结果如下： clear; cm=0.01;um=1e-6; N=1024;%全息图分辨率 % hx=1*cm;hy=1*cm;%原始图大小 % dhx=hx/N;dhy=hy/N;%原始图各方向增量 dhx=17*um;dhy=17*um; x=dhx.*(ones(N,1)*[-N/2:N/2-1]); y=(dhy.*(ones(N,1)*[-N/2:N/2-1]))'; p1=imread('kzz.bmp'); p1=rgb2gray(p1); p1=imresize(p1,[512,512]); p1=double(p1); p0=zeros(1024); p0(1:512,1:512)=p1; % D=zeros(1024); % L=imread('E:\动物\dongwu2_033.jpg'); % figure(1);imshow(L); % p=rgb2gray(L); % %p=double(p); % niao=p(1:768,1:768); % niao=imresize(niao,[512,512]); % D(1:512,1:512)=niao; randnum=rand(N,N); randphase=exp(i*2*pi*randnum); p=double(p0).*randphase; % p1=double(D);