Matlab二元衍射微透镜的设计
时间:2018-05-10 22:11 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 摘要本论文对衍射微光学的相关理论进行阐述 ，详细地介绍了标量衍射理论和菲涅尔衍射积分模型，在此基础上对衍射微透镜的工作原理进行探究，并对微透镜的聚焦特性进行了分析。基于标量衍射理论和菲涅尔衍射积分模型，分析了微透镜结构对于衍射效率的影响。在菲涅耳衍射积分模型上进行了理论和算法设计。分析了多种算法设计的优劣，最终选择了模拟退火算法对微透镜优化结构进行了数据验证。本文使用Matlab软件编写了模拟退火算法的程序实现了对衍射效率的优化计算，并介绍了使用工具箱实现算法。22702 关键词 二元光学 衍射微透镜 模拟退火算法 Matlab仿真 毕业设计说明书（毕业论文）外文摘要 Title The Design of Binary Diffractive Microlens Abstract This paper elaborates on the relevant theory of diffractive micro optics and introduces the scalar diffraction theory and the Fresnel diffraction integral model in detail, on the basis of the diffractive micro lens of the working principle of the inquiry, and the focusing properties of lens are analyzed. The scalar diffraction theory and the Fresnel diffraction integral model based on the analysis of the impact of micro lens structure, the diffraction efficiency. The theory and algorithm design of diffractive micro lens has been carried on. After analysis of a variety of algorithms, we selected the simulated annealing algorithm. A simulated annealing algorithm to optimize diffraction efficiency is written in Matlab and the use of the optimization toolbox is introduced. Keywords Binary Optics Diffractive Microlens Simulated annealing Matlab Simulation 目 次 1 引言 1 1.1 概述 1 1.2 课题内容简介 4 2 衍射微透镜的理论设计 6 2.1 相关衍射理论 6 2.2衍射微透镜 8 3 衍射微透镜的算法设计 14 3.1 优化算法的选择 14 3.2 模拟退火算法优化理论 17 4 衍射微透镜模拟退火算法设计 20 4.1 微透镜结构参数计算 20 4.2 优化设计思想 22 5 Matlab仿真与程序设计 25 5.1 目标函数的验证 25 5.2 Matlab模拟冷却算法工具箱 25 5.3 自主开发Matlab程序进行优化 29 5.4 优化结果 30 6 展望 31 结 论 32 致 谢 33 参考文献34 1 引言 1.1 概述 1.1.1 二元光学的研究背景 二元光学是基于光波衍射理论发展起来的一个新兴光学分支，是光学与微电子技术彼此渗透、交叉而构成的前沿学科。平面浮雕型二元光学器件是基于计算机辅助设计和微米级加工技术制成的。这类二元光学器件具有小尺寸、小重量、低成本等特点[1]，传统光学难以突破的集成化、微小化、阵列化，波面任意化，二元光学器件都能实现这类功能。光学工程至此已经向新世纪跨出了一大步。二元光学的飞速发展，也带动了生物医学、空间技术、光纤通信、激光加工、计算机技术与信息处理等众多领域的飞速发展。 二元光学是微光学的一个非常重要的分支学科。微光学[2]是一门新型的学科致力于研究纳米微米级别的光学器件的设计制作过程，利用这些设计制造出来的光学器件来实现特定的目的，比如说光波的调制、发射、接受等等。微光学有两个重要的分支，一个是基于折射原理的梯度折射率光学，另一个就是基于衍射的原理的二元光学。二元光学在这个微光学的畛域中是最具有活力、最具有发展潜力的前沿学科分支。 (责任编辑：qin) |