幾種光學(xué)器件的模擬仿真和優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、光學(xué)器件作為光電子產(chǎn)業(yè)的基石，具有非常重要的地位。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是在光通信與信息顯示技術(shù)的牽引下，對于研制各種類型的光學(xué)器件提出了更新、更高的要求，傳統(tǒng)的光學(xué)器件設(shè)計(jì)技術(shù)也面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)。近年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，為光學(xué)器件的模擬仿真與優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了有力的硬件條件。如何利用計(jì)算機(jī)對光學(xué)器件進(jìn)行建模和仿真、對薄膜的性能進(jìn)行估算，對薄膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化等，都是關(guān)系到光學(xué)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要問題。
　　本論文主要進(jìn)行了光學(xué)器件

2、的模擬仿真和優(yōu)化設(shè)計(jì)的相關(guān)研究，利用C＃開發(fā)了一種基于偏振光學(xué)器件的虛擬光學(xué)加密系統(tǒng)，驗(yàn)證了計(jì)算機(jī)與光學(xué)相結(jié)合的重要性和可操作性;利用C＃調(diào)用Fortran庫并結(jié)合多種控件編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)了一款光學(xué)設(shè)計(jì)與優(yōu)化軟件，以實(shí)現(xiàn)對光學(xué)薄膜的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，并能分析薄膜特性從而對實(shí)際生產(chǎn)進(jìn)行前瞻性指導(dǎo);針對本文工作的軟件實(shí)現(xiàn)，開發(fā)了一種改進(jìn)的系統(tǒng)框架——MVCF，既實(shí)現(xiàn)了松散耦合設(shè)計(jì)模式，又能提高科學(xué)計(jì)算的運(yùn)算速度;為了將結(jié)果更好的展示給設(shè)計(jì)人員，開發(fā)了

3、3D點(diǎn)云成面技術(shù)，便于設(shè)計(jì)人員發(fā)現(xiàn)規(guī)律，指導(dǎo)設(shè)計(jì)。
　　論文涉及的關(guān)鍵技術(shù)研究包括:虛擬光學(xué)加密;光學(xué)薄膜的各種基本特性的計(jì)算（透射率、反射率、相移、電場分布、磁場分布、等效位相厚度等）;光學(xué)器件的建模仿真;文本、2D和3D多種結(jié)果展示;點(diǎn)云除噪和點(diǎn)云空洞插值等3D點(diǎn)云成面技術(shù);利用多種優(yōu)化算法如針法、遺傳算法等算法優(yōu)化已有膜系，以及利用松散耦合的MVCF框架實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的模塊化開發(fā)。
　　利用本文研究的幾項(xiàng)相關(guān)技術(shù)，模擬了基于