一、遗传算法在窄带滤光片膜系设计中的应用（论文文献综述）
黎思睿[1]（2021）在《可调结构色的多层膜红外吸收器研究》文中研究说明随着科技的发展,电磁波在人类社会中应用得越来越广泛。同时,社会生活和科学技术的发展也离不开电磁波调控技术的发展。因此,对电磁波调控的研究一直是重要的研究领域。传统的调控电磁波的器件大多是利用材料的本征属性实现对电磁波的调控。而这样的器件通常具有较大的体积,而且很难对电磁波实现灵活控制,这限制了传统电磁调控器件的实际应用。近年来,一种随着微纳加工技术的发展而迅速发展的新兴人工材料——超材料（Metamaterial）为电磁调控材料的发展带来了广阔的发展前景和希望。其中,由于超材料完美吸收器相较于传统吸收器拥有出色的吸收性能以及较薄的厚度,因此吸引了大量研究者的关注。研究者们对超材料吸收器在紫外、可见、红外和微波等波段的应用有着广泛的研究。其中,因为红外超材料吸收器在电磁隐身、红外成像、被动冷却和传感等领域有着广阔的应用前景,所以对红外超材料吸收器的研究一直是超材料吸收器领域的研究热点。但是,除了应用于日间被动冷却的吸收器外,已有的超材料吸收器大多只能调控一个波段的电磁波,使器件只能在一个固定的波段工作,而少有研究者关注对电磁波的多波段调控。如常见的红外超材料吸收器仅能在红外波段实现高效吸收,不能同时调控可见光波段的电磁波进而改变吸收器的表面颜色,这限制了超材料吸收器的实际应用。物体的表面颜色是影响人对物体感知的重要因素。人们通常出于功能性需求或者审美需求,会优先考虑物体的外部颜色。因此对超材料吸收器表面颜色的研究具有现实意义。本论文主要围绕具有可调结构色的超材料吸收器开展研究。主要研究内容如下:（1）可调结构色的宽带红外多层膜吸收器。设计了由sub/[Nichrome/Ge/Nichrome/Zn S/Ge/Zn S]/Air交替构成的多层膜结构。并使用遗传算法和传输矩阵法进行优化设计,得到了结构的最佳几何参数。利用镍铬合金的高固有损耗,结构在大气透明窗口波段具有出色的宽带吸收性能,其在8-13μm波段的平均吸收率高于95%,而最大吸收率可达99.27%。当多层膜结构的顶层薄膜的厚度发生变化时,结构在可见光波段的反射光谱也会发生变化,这意味着通过在一定范围内改变顶层薄膜厚度可以调节结构的表面颜色。通过计算顶层厚度在130nm-260nm之间变化时的红外吸收光谱,确定了吸收器的吸收性能对顶层薄膜厚度变化不敏感。这说明该结构能通过改变顶层薄膜厚度改变表面颜色,同时维持其红外吸收性能。此外,该结构的红外吸收性能对入射光的入射角不敏感,不论是TE还是TM极化波,当入射角小于50°时,结构仍在8-13μm保持大于90%的平均吸收。但是入射角对结构的可见光反射光谱有影响,当入射角增大时,反射峰发生轻微蓝移,因此结构的表面颜色发生轻微变化。（2）基于Ge2Sb2Te5（GST）的可调结构色与可调吸收率的红外多层膜吸收器。设计了基于相变材料GST的具有可调吸收率的红外多层膜吸收器,其结构由sub/[Au/GST/Ge/Zn S]/Air交替构成。其中GST是一种能在晶态、非晶态和以及介于晶态和非晶态之间的中间过渡态间相互转换的相变材料。当GST为晶态时,因为晶态GST的固有损耗,设计的结构在10.9μm附近具有吸收率为92.06%的吸收峰,且吸收峰有较宽的带宽,在8-13μm的平均吸收率为65.71%。而当GST为非晶态时,因为非晶态GST在此波段为透明材料,结构的最大吸收率仅为9.17%。利用Lorentz-Lorenz关系可以得到过渡态GST的介电常数,并模拟计算了GST的结晶率不同时结构的吸收光谱。当GST的结晶率逐渐增大时,结构的最大吸收率和平均吸收率也会逐渐增大,也就是说,可以通过控制GST的相变来控制结构的红外吸收率。同时此结构也可以通过改变顶层薄膜厚度改变其可见光反射光谱,进而改变结构的表面颜色。最后还通过模拟计算研究了顶层薄膜厚度和入射角的变化对结构的红外吸收性能的影响。本论文主要基于无光刻多层膜结构设计了两种具有可调结构色的红外超材料吸收器,并通过数值模拟的方法对其进行了详细研究分析。具有可调结构色的吸收器能够满足人们对物体表面颜色的需求,因此本文工作有着重要的实用价值。
周旭环[2]（2016）在《基于量子遗传算法的C类NVIS减蓝膜设计》文中研究指明现有膜系设计软件在评价函数以及设计目标值的设置上略有缺憾,传统的优化算法本质上仍为局部寻优方法,全局寻优能力有所不足,对于设计有限膜层数、要求复杂的膜系较为吃力。本文首先介绍了夜视成像系统（NVIS）及其核心部件像增强器的发展,并引出了C类减蓝膜的必要性;其次阐述了量子遗传算法的理论基础,对比选择了合适的编码方式和运算算子,并结合光学薄膜设计基本理论,在Matlab环境下进行编程,最终实现了基于量子遗传算法的膜系设计程序;再次通过分析C类NVIS减蓝膜各个波段的要求,构造了针对该膜的评价函数;使用膜系设计程序与专门的评价函数对C类NVIS减蓝膜进行了设计,得出了厚薄适当、易于镀制、光谱性能优异的膜系;最后借助实验得出的工艺参数与光学常数,使用国产镀膜机制备了C类附NVIS减蓝膜,各项指标符合要求,结果表明了算法与评价函数的有效性。
李乃庚[3]（2014）在《全波段薄膜滤波型CWDM系统研究》文中指出随着城域网建设的加快，更高速率、更大容量的信息传输成为了热点，人们希望得到更好的网络服务，但也希望有更低的消费支出，在这样的背景下，粗波分复用（CWDM，Coarse Wavelength Division Multiplexing）以其更低造价、较高速率、更好的适应性得到了日益广泛的应用。本文以法布里-珀罗滤光片为基础设计了单通道薄膜滤光片和多通道薄膜滤光片，用于CWDM系统的复用/解复用，并设计了CWDM的系统结构，测试薄膜滤波型复用器/解复用器的性能指标是否合格，并提出了高速率CWDM传输系统的系统结构，为进一步扩容打下了基础。在单通道薄膜滤波器的设计中，考虑到材料的稳定性，我们仍然选用Ta2O5和SiO2这两种常用材料做为高低折射率膜层的材料。为了设计出性能更佳的滤波器，先对单通道的特性影响因素：不同高低折射率之差、不同干涉级次、不同反射层数、不同腔数、不同的入射角度进行了分析，在此基础之上，运用数学上的计算方法找到了性能较好的基本膜层结构，然后将这些膜层结构作对比分析，确定一个相对最优解，并制作出了18个单通道薄膜滤波器。在多通道薄膜滤波器的设计中，采用了均衡型结构的设计，这样构成的波分复用/解复用器结构更加合理，大大减小了插入损耗。为了提高设计效率，增强滤波器性能，分析了多通道特性影响因素：不同间隔层厚对通道间隔的影响、不同间隔层厚对纹波的影响、反射膜系对带宽的影响、不同位置的间隔层对带宽和纹波的影响。在此基础上提出8通道复用器/解复用器的基本结构，并将几种性质较优的结构进行了对比分析，设计了用于8通道的复用器/解复用器。薄膜滤波器设计完成后，对CWDM传输系统进行了结构设计，将8通道复用器/解复用器应用于CWDM系统中进行了性能的检测，参照CWDM系统技术标准对重要参数进行了对比，证明了均衡型薄膜滤波器的优越性，同时，针对CWDM容量较小的问题进行了研究，提出了高速率CWDM传输系统的方案。
贾钰超[4]（2013）在《3.31μm窄带滤光片的设计与制备》文中研究指明本文主要针对甲烷气体探测用的3.31μm窄带滤光片进行了膜系设计和薄膜制备。因为窄带滤光片设计中的一些参数会对其性能产生影响,为了揭示它们之间的变化关系,进行了窄带滤光片设计中通带半宽度、矩形度和陡度的影响因素研究,得到了一些有意义的数值模拟结果和结论。在此基础上,利用薄膜光学理论在膜系设计软件Essential Macleod中完成了基础膜系的设计和优化。根据光驰OTFC-1300真空镀膜机的性能,选定可行的基底材料和膜层材料以及相应的工艺参数,成功制备出符合设计指标的窄带滤光片,并对其进行了光学性能测试和机械性能测试,结果表明可以达到使用要求。对膜系设计和薄膜制备过程中出现的问题和得到的经验进行了讨论和总结。
俞侃,廖剑锋,张晓丹,包佳祺,尹娟娟[5]（2013）在《基于遗传算法的斜入射窄带滤光片膜系优化设计》文中认为根据薄膜窄带滤光片在斜入射时的偏振特性,提出了基于遗传算法的斜入射薄膜窄带滤光片膜系优化设计方法.根据开发的程序,设计并制备了一组可用于18°倾斜入射的0.8纳米信道间隔的五腔薄膜窄带滤光片.该滤光片能有效地抑制斜入射时偏振光中心波长的分离现象,降低器件的偏振相关损耗,通过角度调谐能实现选择波长的改变.通过与针法设计的滤光片膜系相比,遗传算法得到的膜系具有更高的矩形度、更大的波长调谐范围以及更低的偏振相关损耗.实验结果表明其满足设计要求并有超过25纳米的波长调谐范围.
吴素勇[6]（2011）在《光学薄膜鲁棒设计、参数表征和反向工程等若干关键技术研究》文中进行了进一步梳理光学薄膜作为关键元件，支撑和确保了事实上几乎所有现代光学系统的各种成功应用，其中光学薄膜软件技术发挥过、也必将持续发挥着关键性的作用。论文围绕光学薄膜软件技术中特别具有实用价值的若干前沿或关键方向进行了细致的基础理论和应用技术研究，主要包括决定膜系设计软件计算速度的核心数学算法、面向成品率的鲁棒膜系设计方法、膜材料光学参数表征中测量数据误差处理技术和多层膜反向工程算法开发等内容。这些关键技术的研究，有利于提高国内光学薄膜软件的算法水平和性能指标，有助于软件技术在镀膜生产和薄膜测量中发挥更显着的实用价值，有助于解决工业生产中的成本控制和高端应用中的苛刻光谱质量等突出问题。论文的主要内容和贡献如下：（1）理论上建立了决定膜系设计软件计算速度和精度的核心数学模型——多层膜膜系光谱系数对膜层参数的一阶及二阶偏导数的解析计算模型，并得到了群延迟和群延迟色散的解析计算表达式。该解析模型，与矩阵法具有一致的物理背景，普遍适用于各向同性的均匀膜系统，形式上简明，数学上严格准确，编程上具有快速算法特性，应用上可用于薄膜光学的各个领域，可以作为薄膜工作者进行膜系分析、设计、表征和反向工程等技术的有力高阶工具。（2）基于上述膜系光谱系数偏导数解析模型，提出了膜系设计评价函数梯度和Hesse矩阵的准确计算模型和快速实现算法，证明了该解析算法相比于有限差分近似模型在计算精度、计算量和计算时间上的优势，有利于采用二阶最优化方法来加快膜系优化设计的速度，特别是对于提高大膜层数的膜系设计速度有实用价值。（3）运用上述膜系光谱系数偏导数解析模型，提出了一种新型的三棱锥形玻璃基片光学薄膜超声水听器，在不增加敏感膜膜层数的情况下，其最佳工作点的声光灵敏度较平板玻璃基片光学薄膜超声水听器提高了约一个量级，同时在光路调节、准直及稳定性，无扭曲测量时间和空间平均修正等方面体现了优势。（4）基于膜系误差灵敏度主动控制思想，提出了新的光学薄膜鲁棒设计方法，研究了其快速实现算法。纵向上与传统膜系设计，横向上与其他鲁棒膜系设计思想，在计算精度和计算时间上进行了对比研究，结果证实了该鲁棒膜系设计方法在计算精度、计算量和时间消耗上的优势。应用上，通过对斜入射消偏振单点减反膜、宽带减反膜、可见—红外双波段减反膜、中性分光膜和线性透射率滤光片等多类光学薄膜的鲁棒设计实验，验证了该鲁棒膜系设计方法的误差控制效果。（5）针对正交偏振激光器中应用的高性能偏振分光膜，对比研究了不同应用方案的误差响应特性，通过鲁棒设计实验研究，找到了该偏振分光膜膜系误差灵敏度的本质决定因素，提出了一种高鲁棒性的高性能激光偏振分光膜方案，其膜系结构简单，易于实际镀膜，为原方案镀膜过程中的低成品率和光谱质量退化问题提供了一种可能的解决方案。（6）基于光谱测量系统误差和随机误差的不同特性分析，提出了一种新的膜材料光学参数表征中测量数据误差处理技术。针对难以消除的测量系统误差，利用膜系光谱系数对膜层参数的一阶偏导数的零点位置和符号信息进行有利于反演计算的光谱测量数据筛选，以最小化测量系统误差对薄膜光学参数表征的误差传递作用。针对不可分离的测量随机误差，提出多次在实测光谱数据中人为注入随机噪声的思想，利用统计平均来减小甚至消除实测光谱数据中随机误差对薄膜光学参数表征不确定度的影响。将上述方法分别应用于基于光度法和椭偏法的薄膜表征实验中，以可复现的数值模拟实验探讨了其技术实施细节，以充分的数值实验数据和合理的理论解释支持和验证了这种误差处理技术的可靠性和应用价值。（7）对比研究了多层膜反向工程中各种局部优化方法在搜索能力、多解性处理、跳出局部极值的可能性、约束条件的影响及其施加策略等方面的性能，通过数值模拟实验给出了反向工程算法中理想的局部优化技术方案。探讨了多层膜反向工程中局部优化算法的有限适用性，提出了一种局部与全局一体化的多层膜反向工程算法，通过对12层锗基红外宽带减反膜、19层规整高反片和29层规整窄带滤光片等薄膜在各种人为模拟的镀膜厚度误差下的反向工程数值模拟实验，以可复现的数据验证了该一体化算法对多层膜反向工程具有良好的可靠性、较局部优化算法的优越性和对各类薄膜的普遍适用性。实验验证上，对15层红光滤光片、31层近红外高反膜、34层高精度激光偏振分光膜和一个未知理论设计结构的美国某高反膜片等已镀薄膜进行了多步骤离线反向工程实验分析，通过复现实测光谱曲线的特征信息（如波峰位置偏移、由系统或随机厚度误差造成的典型光谱特征），得到了多层膜中有物理意义的膜材料折射率色散关系、较可靠的膜系厚度及镀膜误差分布情况，验证了该局部与全局一体化的多层膜反向工程算法的可靠性。
翟子羽[7]（2011）在《基于智能优化算法的膜系设计研究》文中指出随着现代光学技术的发展,在光学仪器方面对光学薄膜的性能要求越来越高。光学薄膜的设计对光学仪器性能起着至关重要的作用。膜系光学特性优劣是通过膜系设计中的评价函数作为定量标准的。膜系评价函数是一个以膜系结构参数为变量的多元函数。通过数值优化方法求得所建立的评价函数的最优解,从而完成膜系设计。光学薄膜的光谱特性是膜层结构、膜系层数、膜层厚度和膜层折射率的函数。其评价函数为多元多峰函数并且相当复杂,膜系层数越多所要确定的参数就越多,也就意味着要解决更高维数的数学问题。当膜层超过一定的层数时,会导致膜系评价函数的峰值则会极具增多,采用传统的优化方法如蒙特卡罗法、单纯形法等将无法得出满意的结果。目前,智能优化算法在膜系设计中的应用已经受到越来越多的关注。智能优化算法是对自然界规律的启发而衍生出的算法,也是仿生学的一个分支。利用仿生学的原理来设计构建算法,是智能优化算法的思想。如蚁群算法（ant colony algorithm）、遗传算法（genetic algorithm, GA）、粒子群优化算法（particle swarm optimization, PSO）和差分进化算法（differential evolution, DE）等等。智能优化算法具有对初值不敏感,对所要优化的函数没有限制,具有很强的通用性等特点。本文将两种新兴的智能优化算法PSO和DE应用于膜系设计,编写相应的MATLAB程序对增透膜、高反射膜、1：1分光膜、滤光片和远红外宽带增透膜进行膜系优化设计,在这些设计实例中采用膜系理想反射率和实际设计反射率的误差平方和作为评价函数来评价膜系性能优劣。算法中控制变量的设置对算法性能有很大的影响,结合设计实例比较各算法之间性能差异并且分析如何设置算法中的控制变量来提高算法性能,也是本文要解决的问题。结果表明,将PSO和DE应用于膜系设计是有效的。在相同设计条件下,运用PSO和DE可以得到比GA光学特性更优的膜系结构。
周天宇[8]（2010）在《光学薄膜反演软件的研制与应用》文中研究说明在实际镀膜工艺研究中,准确地掌握薄膜光学常数和厚度对于制备高质量光学薄膜元件至关重要。因此,如何根据实际工作条件快速而又准确地测定薄膜参数一直是镀膜工作者十分关注的课题。本论文基于精英保留策略遗传算法优良的全局寻优能力和采用Levenberg - Marquard算法的非线性最小二乘法的局部收敛能力,编制了采用全光谱拟合法测定薄膜参数的反演软件。首先,论文根据电磁场理论严格地推导了光学薄膜光谱特性计算公式,并详细地介绍了全光谱拟合法测量薄膜参数的基本原理。在此基础之上,合理地选择了适用于薄膜反演的评价函数。其次,论文成功地将遗传算法和非线性最小二乘法结合起来,构造了适用于薄膜反演的组合优化算法,很好地克服了传统优化算法在薄膜反演过程中容易陷入局部极值的问题,并解决了遗传算法结果的不稳定性和非线性最小二乘法中赋初值的问题。最后,在Matlab7.8和Visual C#环境下编制了能够独立运行的薄膜反演软件,成功应用在增透膜、窄带滤光片、高反片、分光膜等特殊结构薄膜的反演实验中,得到了较为准确的薄膜参数,并根据薄膜参数的相对灵敏度和光谱特性的拟合程度分析反演结果,从而验证薄膜反演软件的有效性和准确性。
张静[9]（2009）在《1064nm窄带滤光片的设计和制备》文中研究说明窄带滤光片作为滤光和选择谱线的器件,在激光技术,医疗,卫星遥感探测以及目前正在飞速发展的光通讯技术中有着广泛的应用。窄带滤光片镀制难度高,成品率低,成本高。本文提出的窄带滤光片的间隔层干涉级次相对较低,可以极大降低镀制难度和成本。本论文主要研究1064nm窄带滤光片的设计、制备技术及相关测试技术,要求将1064nm的激光高透过,使紫外光、可见光以及近红外的光全部截止。解决的关键问题是通带的半宽度,制备工艺的稳定性和膜厚监控的准确性。根据材料的特性及薄膜的沉积条件选择合适的材料进行膜系设计。在制备过程中采用光控法与晶控法相结合的方法监控膜厚,利用离子辅助沉积系统改善成膜结构,提高膜层牢固性。根据镀膜条件对成膜质量的影响,优化了工艺参数。
段玉华[10]（2009）在《光学薄膜窄带滤波器的设计方法研究》文中指出随着光通信等行业对光学薄膜型滤波器件的要求越来越高,光学薄膜的设计正面临新的挑战。光学介质薄膜窄带滤波器要求有极低的插入损耗,极小的波纹,高隔离,优良的热能和环境稳定性等,在设计中要考虑这些因素。论文较系统的研究了光学薄膜窄带滤波器件的设计方法,设计了几种类型的薄膜,探讨了一种优化能力强的设计方法,主要涉及以下几个方面内容:首先,介绍了光通信用光学薄膜型滤波器件的发展现状,论述了光学薄膜设计方法的国内外研究现状和发展趋势。分析了影响光谱特性的因素和解决方法。给出光学薄膜设计的理论基础,推导出了薄膜系统的反射和透射率的数学计算公式,并导出多层膜的特征矩阵,为后面的薄膜优化设计做了必要的理论准备。其次,研究了窄带滤波器常用的两种解析设计方法,比较它们之间的优劣并研究其分别适用的领域。用这两种方法分别设计了单腔、双腔和多腔窄带滤光片。并指出随着设计难度的增加,这两种设计方法的不足。最后,分析了窄带滤波器的膜系结构特点,以及影响其光谱特性的因素。将模拟退火遗传算法应用于滤波器膜系的优化设计中。通过分析计算膜系的特征矩阵,建立了对膜系结构敏感的适应度函数,并在多腔后加一反射层来减小通带的波纹。以分插复用3-skip-1 100 GHz滤波器为例,来设计通带带宽和截止带宽等各项指标满足设计要求的窄带滤波器。
二、遗传算法在窄带滤光片膜系设计中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、遗传算法在窄带滤光片膜系设计中的应用（论文提纲范文）
（1）可调结构色的多层膜红外吸收器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 电磁波 |
| 1.1.2 电磁超材料 |
| 1.1.3 超材料吸收器 |
| 1.1.4 宽带超材料吸收器 |
| 1.1.5 红外超材料吸收器 |
| 1.1.6 结构色 |
| 1.2 研究意义和内容安排 |
| 2 理论基础与结构设计 |
| 2.1 超材料吸收器数值的计算方法 |
| 2.1.1 常见膜层结构数值计算方法 |
| 2.1.2 传输矩阵法 |
| 2.2 基于CIE体系的颜色计算 |
| 2.3 多层膜结构的设计 |
| 2.3.1 遗传算法 |
| 2.3.2 遗传算法在多层膜设计中的应用 |
| 3 可调结构色的宽带红外多层膜吸收器 |
| 3.1 结构与参数 |
| 3.2 计算结果与讨论 |
| 3.2.1 红外吸收和可见光反射光谱 |
| 3.2.2 镍铬合金与宽带吸收 |
| 3.2.3 顶层厚度与可调结构色 |
| 3.2.4 顶层厚度对吸收性能的影响 |
| 3.2.5 入射角对吸收性能与表面颜色的影响 |
| 4 基于GST的可调结构色与可调吸收率的红外多层膜吸收器 |
| 4.1 相变材料 |
| 4.2 结构与参数 |
| 4.3 计算结果与讨论 |
| 4.3.1 红外吸收和可见光反射光谱 |
| 4.3.2 GST状态对吸收的影响 |
| 4.3.3 GST厚度对吸收峰位置的影响 |
| 4.3.4 顶层厚度与结构色 |
| 4.3.5 金属材料与可调吸收率 |
| 4.3.6 顶层厚度和入射角对吸收的影响 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在校期间科研成果 |
（2）基于量子遗传算法的C类NVIS减蓝膜设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 C类NVIS减蓝膜背景知识 |
| 1.2.1 像增强器简介 |
| 1.2.2 NVIS简介 |
| 1.2.3 C类NVIS减蓝膜 |
| 1.3 光学薄膜设计及其软件 |
| 1.3.1 光学薄膜设计简介 |
| 1.3.2 光学薄膜设计软件简介 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 2 光学薄膜设计的理论基础 |
| 2.1 光学薄膜基本假设 |
| 2.2 介质中的电磁波 |
| 2.3 单一界面的反射率 |
| 2.4 薄膜的特征矩阵 |
| 2.5 薄膜的光谱特性计算 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 基于量子遗传算法的膜系设计 |
| 3.1 量子计算基础 |
| 3.1.1 量子态及其叠加性 |
| 3.1.2 量子相干性 |
| 3.1.3 量子纠缠性 |
| 3.1.4 量子比特 |
| 3.1.5 量子逻辑门 |
| 3.2 遗传算法 |
| 3.2.1 遗传算法基础 |
| 3.2.2 遗传算法重要组成部分 |
| 3.3 量子遗传算法的实现 |
| 3.3.1 量子编码 |
| 3.3.2 解空间变换 |
| 3.3.3 量子旋转 |
| 3.3.4 量子交叉 |
| 3.3.5 量子变异 |
| 3.4 量子遗传算法流程 |
| 3.5 基于量子遗传算法的膜系设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于量子遗传算法的C类NVIS减蓝膜设计 |
| 4.1 评价函数的构造 |
| 4.2 量子遗传算法测试 |
| 4.3 C类NVIS减蓝膜的设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 C类NVIS减蓝膜的制备 |
| 5.1 制备装置 |
| 5.1.1 真空系统 |
| 5.1.2 膜厚监控系统 |
| 5.1.3 蒸发系统 |
| 5.2 测试设备 |
| 5.3 工艺参数以及光学常数 |
| 5.3.1 工艺参数 |
| 5.3.2 光学常数 |
| 5.4 制备结果与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（3）全波段薄膜滤波型CWDM系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 WDM 的发展现状 |
| 1.2 光学薄膜技术的设计基础 |
| 1.2.1 光学薄膜的设计理论 |
| 1.2.2 光学薄膜的制备技术 |
| 1.3 光学薄膜的应用领域 |
| 1.4 本文研究的主要内容 |
| 第2章 波分复用(WDM)及薄膜滤波器的理论分析 |
| 2.1 波分复用(WDM)理论分析 |
| 2.1.1 波分复用(WDM)原理 |
| 2.1.2 波分复用系统组成及功能 |
| 2.2 薄膜滤波器的理论基础 |
| 2.2.1 光的电磁理论 |
| 2.2.2 薄膜滤波器光学特性分析 |
| 2.3 薄膜滤波器的基本原理 |
| 2.3.1 法布里-珀罗滤光片 |
| 2.3.2 全介质法布里-珀罗滤光片 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 用于 CWDM 的单通道 F-P 型薄膜滤波器的设计 |
| 3.1 CWDM 复用器和解复用的选择 |
| 3.2 CWDM 薄膜滤波器的设计基础 |
| 3.2.1 CWDM 系统对薄膜滤波器的设计要求 |
| 3.2.2 CWDM 薄膜滤波器的结构 |
| 3.3 单通道 CWDM 薄膜滤波器的设计 |
| 3.3.1 薄膜材料的选择 |
| 3.3.2 单通道特性影响因素分析 |
| 3.3.3 薄膜滤波型 CWDM 的设计过程 |
| 3.3.4 薄膜滤波器的设计结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 用于 CWDM 的多通道 F-P 型薄膜滤波器的设计 |
| 4.1 薄膜滤波型 CWDM 复用器和解复用的结构 |
| 4.2 多通道 CWDM 窄带滤光片的设计基础 |
| 4.3 多通道 CWDM 窄带滤光片的设计 |
| 4.3.1 多通道特性影响因素分析 |
| 4.3.2 多通道滤波器设计过程 |
| 4.4 插入损耗特性的计算 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 薄膜滤波型 CWDM 系统性能测试 |
| 5.1 CWDM 的性能指标 |
| 5.1.1 中心波长的标准化 |
| 5.1.2 CWDM 的器件性能参数指标 |
| 5.2 实验验证 |
| 5.2.1 系统搭建 |
| 5.2.2 数据分析及对比 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（4）3.31μm窄带滤光片的设计与制备（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 光学薄膜的发展现状 |
| 1.3 论文研究的主要内容 |
| 第二章 理论基础及特性计算 |
| 2.1 单一界面的反射率和透射率 |
| 2.2 单层介质膜的反射率 |
| 2.3 多层介质膜的反射率和透射率 |
| 第三章 膜系设计及优化 |
| 3.1 窄带滤光片的基本结构类型 |
| 3.2 膜系设计中通带半宽度、矩形度和陡度的影响因素研究 |
| 3.3 基底和膜层材料的选取 |
| 3.4 窄带滤光片的膜系设计和优化 |
| 第四章 窄带滤光片的制备 |
| 4.1 真空镀膜原理 |
| 4.2 实验设备及组成 |
| 4.3 制备中的工艺参数 |
| 4.4 工艺流程 |
| 4.5 镀制结果 |
| 第五章 性能测试及结果分析 |
| 5.1 光学性能测试 |
| 5.2 机械性能测试 |
| 5.3 误差分析 |
| 5.4 问题讨论及经验总结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（5）基于遗传算法的斜入射窄带滤光片膜系优化设计（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 理论分析 |
| 2 膜系设计 |
| 2.1 评价函数 |
| 2.2 算法设计 |
| 2.3 结果分析 |
| 3 实验结果 |
| 4 结论 |
（6）光学薄膜鲁棒设计、参数表征和反向工程等若干关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国际光学薄膜软件 |
| 1.2.1 Essential Macleod |
| 1.2.2 TFCalc |
| 1.2.3 FilmStar |
| 1.2.4 Film Wizard / FilmMonitor / FilmEllipse |
| 1.2.5 Optilayer / OptiChar / OptiRe |
| 1.2.6 Multilayer |
| 1.2.7 OnlyFilm / OpTeFilm |
| 1.2.8 OpenFilters |
| 1.2.9 Scout / Code / GenetiCode |
| 1.2.10 TFCompanion |
| 1.3 国内光学薄膜软件 |
| 1.3.1 浙江大学Autofilm / Mass / CADOC |
| 1.3.2 北京理工大学Filmaster / TFCAD |
| 1.3.3 国防科技大学光电工程系光学薄膜软件 |
| 1.3.4 中山大学SYSU_OTFLab光学薄膜设计软件 |
| 1.3.5 国内其他单位光学薄膜软件技术研究情况 |
| 1.4 论文的研究意义及主要工作 |
| 第二章 光学薄膜软件核心数学算法开发 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 膜系光谱系数对膜层参数的一阶和二阶偏导数的解析计算模型 |
| 2.2.1 膜系光谱系数的矩阵计算理论表达 |
| 2.2.2 膜系光谱系数一阶和二阶偏导数的解析计算模型 |
| 2.2.3 膜系光谱系数偏导数解析模型正确性的数值验证 |
| 2.3 光谱系数偏导数解析模型在膜系设计中的快速实现算法 |
| 2.3.1 膜系设计的数学建模 |
| 2.3.2 评价函数梯度和Hesse矩阵的准确计算和快速实现算法 |
| 2.3.3 评价函数梯度和Hesse矩阵的计算精度和时间的对比分析 |
| 2.4 光谱系数偏导数解析模型在光学薄膜水听器灵敏度分析中的应用 |
| 2.4.1 光学薄膜超声水听器的相关研究背景 |
| 2.4.2 一种新型三棱锥形基片光学薄膜水听器的声光灵敏度分析 |
| 2.4.3 结论 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于灵敏度控制的光学薄膜鲁棒设计方法 |
| 3.1 光学薄膜鲁棒设计方法的提出和数学建模 |
| 3.1.1 光学薄膜鲁棒设计的相关研究背景 |
| 3.1.2 镀膜中的膜层参数误差及分布规律 |
| 3.1.3 基于灵敏度控制思想的光学薄膜鲁棒设计的数学建模 |
| 3.1.4 基于鲁棒膜系设计的斜入射高精度消偏振减反膜 |
| 3.2 灵敏度控制思想在光学薄膜鲁棒设计中的快速实现算法及应用 |
| 3.2.1 鲁棒膜系设计评价函数解析计算模型的适用条件 |
| 3.2.2 灵敏度控制思想在鲁棒膜系设计中的快速实现算法 |
| 3.2.3 灵敏度控制思想在鲁棒膜系设计中的应用 |
| 3.2.4 结论 |
| 3.3 一种低误差灵敏度的高精度激光偏振分光膜的鲁棒设计 |
| 3.3.1 引言 |
| 3.3.2 激光偏振分光膜的鲁棒膜系设计实验 |
| 3.3.3 激光偏振分光膜的鲁棒膜系设计结果及讨论 |
| 3.3.4 结论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 薄膜材料光学参数表征技术中测量误差处理技术 |
| 4.1 薄膜材料光学参数表征技术相关研究背景 |
| 4.2 减小光度测量数据误差造成的薄膜光学参数表征不确定度的方法 |
| 4.2.1 方法的技术思想及建立 |
| 4.2.2 减小光度测量系统误差影响的方法及数值实验 |
| 4.2.3 减小光度测量随机误差影响的方法及数值实验 |
| 4.2.4 关于减小光度测量系统误差影响的方法普适性的进一步讨论 |
| 4.2.5 结论 |
| 4.3 减小椭偏测量数据误差造成的薄膜光学参数表征不确定度的方法 |
| 4.3.1 基于椭偏测量的薄膜光学参数表征的技术思想及数学模型 |
| 4.3.2 减小椭偏角测量系统误差影响的方法及数值实验 |
| 4.3.3 减小椭偏角测量随机误差影响的方法及数值实验 |
| 4.3.4 关于减小椭偏测量系统误差影响的方法普适性的进一步讨论 |
| 4.3.5 结论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 一种可靠的光学多层薄膜反向工程算法的开发 |
| 5.1 光学薄膜反向工程的基本概念、技术特点和研究背景 |
| 5.1.1 基本概念和技术特点 |
| 5.1.2 薄膜反向工程相关研究背景 |
| 5.2 光学多层薄膜反向工程中局部优化算法的性能分析 |
| 5.2.1 引言 |
| 5.2.2 各种局部优化算法的性能对比数值实验 |
| 5.2.3 局部优化设计和反向工程数值实验的结果及讨论 |
| 5.2.4 结论 |
| 5.3 基于局部和全局一体化优化算法的多层膜反向工程算法的开发 |
| 5.3.1 多层膜反向工程中局部优化算法的适用性讨论 |
| 5.3.2 一种局部与全局一体化的多层膜反向工程算法的构造策略 |
| 5.3.3 局部与全局一体化的多层膜反向工程算法的性能分析 |
| 5.3.4 结论 |
| 5.4 局部与全局一体化的多层膜反向工程算法的镀膜实验分析 |
| 5.4.1 15层红光滤光片的反向工程实验分析 |
| 5.4.2 31层近红外高反膜的反向工程实验分析 |
| 5.4.3 34层的高精度激光偏振分光膜的反向工程实验分析 |
| 5.4.4 某美国高反膜片的黑箱反向工程实验分析 |
| 5.4.5 结论 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要研究结论 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（7）基于智能优化算法的膜系设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 光学薄膜设计简介 |
| 1.2 研究背景和选题意义 |
| 1.3 本文主要工作和创新点 |
| 第2章 光学薄膜设计原理 |
| 2.1 光学薄膜的描述和光谱计算 |
| 2.1.1 分层介质的电场方程 |
| 2.1.2 分层介质的振幅透射率和反射率 |
| 2.1.3 分层介质的能量透射率、反射率和吸收 |
| 2.2 光学薄膜设计的流行算法介绍 |
| 第3章 智能算法概述 |
| 3.1 遗传算法 |
| 3.1.1 遗传算法的基本概念 |
| 3.1.2 遗传算法的算法流程 |
| 3.2 粒子群优化算法 |
| 3.2.1 粒子群优化算法的基本概念 |
| 3.2.2 粒子群算法的算法流程 |
| 3.3 差分进化算法 |
| 3.3.1 差分进化算法的基本概念 |
| 3.3.2 差分进化算法的算法流程 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 智能优化算法在膜系设计中的应用 |
| 4.1 光学薄膜反射率计算公式 |
| 4.2 膜系设计的评价函数构造 |
| 4.3 膜系设计中智能优化算法的实现和比较 |
| 4.3.1 增透膜设计 |
| 4.3.2 高反射膜设计 |
| 4.3.3 1:1分光膜设计 |
| 4.3.4 远红外宽带增透膜设计 |
| 4.3.5 滤波片设计 |
| 4.4 控制参数的设定对智能优化算法性能的影响 |
| 4.4.1 控制变量的设定对PSO的影响 |
| 4.4.2 控制变量的设定对DE的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（8）光学薄膜反演软件的研制与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 本课题的研究背景 |
| 1.2 本课题的研究现状 |
| 1.3 论文研究的主要工作 |
| 第二章 光学薄膜基本理论 |
| 2.1 光谱特性计算 |
| 2.1.1 光学薄膜的电磁场方程 |
| 2.1.2 光学薄膜的透射率与反射率 |
| 2.1.3 光学薄膜光谱系数的递推公式 |
| 2.2 全光谱拟合法原理 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 组合算法在薄膜反演中的实现 |
| 3.1 评价函数的构建 |
| 3.2 色散模型的构建 |
| 3.3 组合优化算法简介 |
| 3.4 反演软件主程序的编制 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 薄膜反演软件的设计 |
| 4.1 反演软件的简介 |
| 4.2 反演软件的制作 |
| 4.2.1 数据文件的建立 |
| 4.2.2 拟合参数范围的设置 |
| 4.2.3 组合算法参数的设置 |
| 4.2.4 反演结果图形化显示 |
| 4.2.5 其它功能 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 薄膜反演软件的应用 |
| 5.1 增透膜 |
| 5.1.1 单层增透膜 |
| 5.1.2 四层增透膜 |
| 5.2 特殊薄膜 |
| 5.2.1 窄带滤光片 |
| 5.2.2 双波长高反片 |
| 5.2.3 特殊分光膜 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结 |
| 6.1 主要工作总结 |
| 6.2 不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表论文情况 |
| 附录Ⅰ 引入万分之一随机误差时分光膜反演结果数据表 |
| 附录Ⅱ 引入万分之二随机误差时分光膜反演结果数据表 |
| 附录Ⅲ 引入万分之三随机误差时分光膜反演结果数据表 |
| 附录Ⅳ 引入万分之五随机误差时分光膜反演结果数据表 |
（9）1064nm窄带滤光片的设计和制备（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 窄带滤光片的研究现状 |
| 1.2 窄带滤光片的研究意义 |
| 1.3 滤光片的结构类型 |
| 第二章 窄带滤光片的理论基础 |
| 2.1 薄膜特性分析 |
| 2.2 对称膜系的等效折射率 |
| 2.3 通带波纹的压缩 |
| 第三章 窄带滤光片的设计 |
| 3.1 窄带滤光片的设计方法 |
| 3.2 膜料的选择 |
| 3.3 膜系设计 |
| 第四章 窄带滤光片的制备 |
| 4.1 镀膜设备 |
| 4.2 监控方法 |
| 4.3 薄膜制备 |
| 4.4 工艺参数 |
| 4.5 工艺流程 |
| 4.6 测试结果及分析 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 读研期间发表的论文 |
（10）光学薄膜窄带滤波器的设计方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光学薄膜设计方法的发展历史和现状 |
| 1.3 光学薄膜型波分复用器件 |
| 1.4 光分插复用连接器 |
| 1.4.1 OADM 在 WDM 通信技术发展中的作用 |
| 1.4.2 OADM 功能结构分类 |
| 1.5 论文的研究目的与意义 |
| 1.6 论文的主要内容 |
| 第2章 光学薄膜设计的基本理论 |
| 2.1 薄膜光学系统的理论分析基础 |
| 2.1.1 介质中的电磁波 |
| 2.1.2 导纳方程 |
| 2.1.3 光波在介质界面上的反射与折射 |
| 2.1.4 光学薄膜的特征矩阵 |
| 2.1.5 光学膜系的光学性质 |
| 2.2 光学膜系优化设计的基本原理 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 窄带滤波器的两种设计方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 法布里-珀罗滤光片 |
| 3.2.1 单腔滤光片 |
| 3.2.2 多腔滤光片 |
| 3.3 史密斯方法 |
| 3.4 等效周期法 |
| 3.5 解析设计方法的不足 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 遗传模拟退火算法设计膜系 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 遗传模拟退火算法概述 |
| 4.2.1 遗传算法概述 |
| 4.2.2 遗传算法基本原理的研究与分析 |
| 4.2.3 遗传算法与其它搜索方法的比较 |
| 4.2.4 遗传算法在应用中的主要缺陷 |
| 4.2.5 模拟退火算法 |
| 4.2.6 遗传算法与模拟退火算法的结合 |
| 4.3 优化处理过程 |
| 4.3.1 窄带滤光片结构分析 |
| 4.3.2 3-skip-1 滤波器 |
| 4.3.3 理论模型 |
| 4.3.4 优化设计 |
| 4.4 设计结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、遗传算法在窄带滤光片膜系设计中的应用（论文参考文献）
- [1]可调结构色的多层膜红外吸收器研究[D]. 黎思睿. 四川师范大学, 2021(12)
- [2]基于量子遗传算法的C类NVIS减蓝膜设计[D]. 周旭环. 南京理工大学, 2016(06)
- [3]全波段薄膜滤波型CWDM系统研究[D]. 李乃庚. 吉林大学, 2014(10)
- [4]3.31μm窄带滤光片的设计与制备[D]. 贾钰超. 长春理工大学, 2013(08)
- [5]基于遗传算法的斜入射窄带滤光片膜系优化设计[J]. 俞侃,廖剑锋,张晓丹,包佳祺,尹娟娟. 光子学报, 2013(02)
- [6]光学薄膜鲁棒设计、参数表征和反向工程等若干关键技术研究[D]. 吴素勇. 国防科学技术大学, 2011(04)
- [7]基于智能优化算法的膜系设计研究[D]. 翟子羽. 浙江师范大学, 2011(05)
- [8]光学薄膜反演软件的研制与应用[D]. 周天宇. 国防科学技术大学, 2010(02)
- [9]1064nm窄带滤光片的设计和制备[D]. 张静. 长春理工大学, 2009(02)
- [10]光学薄膜窄带滤波器的设计方法研究[D]. 段玉华. 燕山大学, 2009(07)