基于改進(jìn)GS算法的COE設(shè)計(jì)信息處理系統(tǒng)研究.pdf

1、由于計(jì)算機(jī)光學(xué)元件在光束整形、光學(xué)圖像處理、光通信和光互連等領(lǐng)域，具有許多卓越的、傳統(tǒng)光學(xué)元件難以具備的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，計(jì)算機(jī)光學(xué)已發(fā)展成為現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域最具活力、最有發(fā)展?jié)摿Φ那把貙W(xué)科分支。本論文研究了計(jì)算機(jī)光學(xué)元件的基本設(shè)計(jì)理論和優(yōu)化設(shè)計(jì)算法，開發(fā)了實(shí)現(xiàn)任意目標(biāo)光束圖樣的計(jì)算機(jī)光學(xué)元件設(shè)計(jì)信息處理系統(tǒng)軟件。
　　首先，本論文對(duì)計(jì)算機(jī)光學(xué)元件的基本設(shè)計(jì)理論進(jìn)行了分析，著重研究了標(biāo)量衍射理論及其主要優(yōu)化設(shè)計(jì)算法。在目前相位恢復(fù)問

2、題領(lǐng)域最具代表性的GS算法基礎(chǔ)上，針對(duì)該算法對(duì)初始值敏感，易陷入局部最優(yōu)解等缺陷，引進(jìn)不動(dòng)點(diǎn)迭代法解非線性方程對(duì)迭代過程進(jìn)行加速的思想，通過中間相位的替換，對(duì)GS算法進(jìn)行了有效的改進(jìn)，提出了一種基于GS算法的新算法，能夠明顯的優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果的整體性能，提高收斂速度，對(duì)初始值的敏感程度有所降低，在一定程度上避免了陷入局部最優(yōu)解。模擬設(shè)計(jì)的兩個(gè)實(shí)例表明，相對(duì)于GS算法，用改進(jìn)算法進(jìn)行設(shè)計(jì)，均方誤差分別減小了29.23％和20.63％，擬合系數(shù)

3、分別提高了0.65％和0.77％。
　　其次，本論文在改進(jìn)算法的基礎(chǔ)上，利用面向?qū)ο蠛湍K化的設(shè)計(jì)方法，集成VC++和MATLAB開發(fā)出一套計(jì)算機(jī)光學(xué)元件設(shè)計(jì)信息處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有良好的集成應(yīng)用環(huán)境，豐富的二、三維繪圖功能，且同時(shí)具備運(yùn)行速度快、易于擴(kuò)展和移植等特點(diǎn)。最主要的是該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)任意目標(biāo)圖樣的計(jì)算機(jī)光學(xué)元件的仿真設(shè)計(jì)，從而改進(jìn)了傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)光學(xué)元件的設(shè)計(jì)一般只針對(duì)單一目標(biāo)圖樣進(jìn)行的不足，提供了一種重復(fù)性的、低成本的試