光學薄膜計算機輔助設計的多維優(yōu)化研究.pdf

1、光學薄膜技術是一門集光學、電子、材料、自動控制等多門學科于一體的綜合性現(xiàn)代高新技術，特別是光通信技術的迅速發(fā)展，對研制各種類型的光學多層薄膜提出了越來越高的要求，以致用傳統(tǒng)的設計方法設計膜系很難滿足要求。計算機輔助設計，把解析設計和自動設計技術相結合，已成為光學薄膜設計的新方向，也愈來愈引起人們的重視。 本論文首先根據(jù)光學薄膜傳輸矩陣理論，用Matlab語言編寫了二維光學薄膜特性計算程序。基于遺傳算法和針法，建立了光學薄膜計算機

2、輔助優(yōu)化設計的模型，并編寫了相應的二維光學薄膜優(yōu)化程序。對優(yōu)化程序進行了參數(shù)的設定和測試，并運用程序對膜系實例進行了優(yōu)化設計。 論文特別提出了光學薄膜設計的多維優(yōu)化的新概念，從多維優(yōu)化和多維計算兩個方面闡述了光學薄膜的多維優(yōu)化概念。自行編寫了基于遺傳算法的光學薄膜多維優(yōu)化自動設計程序，把傳統(tǒng)的光學薄膜二維優(yōu)化擴展到包含頻域、角度、膜層系數(shù)、光譜特性等更多因素的多維膜系優(yōu)化設計中，使得優(yōu)化結果能同時滿足多目標多參數(shù)的條件，克服了二

3、維優(yōu)化不能同時考慮多因素多條件的缺點，拓展了優(yōu)化膜系實現(xiàn)的功能。應用多維優(yōu)化自動設計程序，得到單頻單角、多頻單角的薄膜結構，實現(xiàn)了空間濾波和角度濾波雙濾波功能，為設計新型功能結構的光學薄膜結構提供了一種綜合性更好、更完整的新方法。 論文也對傳統(tǒng)遺傳算法進行了改進，引入整體退火遺傳算法、自適應遺傳算法，使算法更智能地設計出理想的膜系。為增強程序的實用性，論文用VisualBasic語言編寫了具有友好的GUI圖形用戶界面的光學薄膜軟