1 长江大学物理与光电工程学院, 湖北 荆州 434023
2 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
由于超透镜在光场相位调控、多功能复合、微纳集成等方面具备传统透镜无法比拟的优势,故其在许多领域具备极大的应用潜力。但是,超透镜的设计需要专业人员具备专业知识及丰富的经验,这使得非专业人员无法快速掌握,为此阻碍了超透镜的规模化制备。通过MATLAB和时域有限差分法(FDTD)的混合编程,研究了不依赖于预设物理模型的超透镜的设计过程,实现了介质超透镜的自动化设计。通过在MATLAB编写的软件界面上输入所需的超透镜参数,后台调用FDTD设计仿真程序来构建纳米结构,可以计算出结构的尺寸与相位和透过率的关系。根据所需的相位分布来构建超透镜,最后对超透镜进行数值模拟仿真及性能评估。所述的设计流程及软件能极大地方便非专业人员进行超透镜的设计。
光学设计 超透镜 设计软件 压印材料 自动化设计
针对雷达干扰识别决策树分类器设计需要人工介入的问题, 提出了一种基于模糊聚类、Xie-Beni指标和信息增益的决策树自动化设计方法。该方法首先对干扰信号在时域、频域和脉压后时域等维度建立参数特征集, 接着在决策树建立过程中引入模糊C均值聚类(FCM), 从而解决传统决策树需要先验知识设置判决门限的问题; 然后通过Xie-Beni指标动态确定决策树节点分支数, 优化决策树复杂程度; 最后使用基于信息增益的ID3算法建立模糊聚类决策树。该方法解决了干扰识别决策树的自动化设计问题, 且优化了决策树性能。计算机仿真及某雷达对抗实验数据验证了所提方法的有效性。
模糊聚类 Xie-Beni 指标 决策树 自动化设计 fuzzy clustering Xie-Beni index decision tree automatic design
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院航空光学成像与测量重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
为了避免连续变焦光学系统中，各组元像差自动设计对设计者经验要求高、计算复杂且计算量大的难点，提出了一种利用差值线性方程组进行像差自动设计的方法，并用此方法设计了一套可见光波段连续变焦光学系统。利用高斯光学计算理想近轴系统的结构参数；利用差值线性方程组进行系统像差自动设计，使系统的初级像差系数SI 、SII 与SIII 在各焦距位置处近似相等；基于像差自动设计结果计算光学系统的初始结构参数；利用Zemax自动设计软件进行像差校正平衡。优化结果表明：系统可实现20~300 mm 的连续变焦，且在截止频率50 lp/mm 处，各焦距位置各视场的传递函数(MTF)均大于0.4。因此，应用差值线性方程组法进行像差自动设计，可以简化计算，减少对设计者经验的依赖，并且能够取得良好的像质。
光学设计 连续变焦 差值线性方程组 像差自动设计 可见光谱
东南大学 电子科学与工程学院, 南京 210018
提出一种基于人工神经网络算法,应用于膜系的设计。在膜系自动优化过程中,根据确定的边界条件范围内,计算出膜系设计的最优解。采用了新型的评价函数,使得设计结果更符合设计要求。优化过程中能够快速学习网络权重,并且能够摆脱局部极点的问题。结果表明在同样的条件下,人工神经网络算法可以得到更合理的膜系。
人工神经网络 光学设计 薄膜 自动设计 artificial neural network optical design film automatic design
基于标准ACIS模型数据, 利用Inventor VBA语言和B样条曲线对脉冲气体激光器中Ernst面型曲线进行逼近, 并采用线性扩展法对Ernst面型电极实现了3维实体建模设计, 设计结果可以直接导入Ansys进行3维电场有限元计算分析。通过对比不同坐标点数的Ernst曲线的误差情况, 明确了导致电极边缘面型误差的原因, 对于B样条逼近Ernst曲线上曲率较大的部分进行了局部密集采样, 在提高模型文件中曲面面型精度的同时平衡了计算的速度, 并对设计结果进行了Ansys有限元计算和初步分析。
气体激光器 均匀场电极 Ernst面型 自动设计 gas laser uniform-field electrode ACIS ACIS Ernst profile automatic design 强激光与粒子束
2010, 22(11): 2561
在膜系的优化设计中，以膜系结构为参数的评价函数是一个非常复杂的多峰值函数。传统的优化算法强烈地依赖于膜系的初始设计，且易陷入较接近于初始结构的一个局部极值处。为解决这一矛盾，将全局寻优的自适应进化算法用于光学薄膜的膜系优化设计，设计中只需问题解的编码和适应度函数，而不依赖其他任何辅助信息(包括初始结构)，有利于自动设计的进行。将该方法与常用设计方法进行了比较。高反膜、分光镜的实例优化表明：在相同设计要求下，用自适应进化算法可以得到更加合理的膜系结构，而且膜系结构简单，设计灵活，容易实现。理论和实践均表明该方法是高效和可靠的。
自适应进化算法 膜系设计 光谱反射率 自动设计 adaptive evolutional algorithm design of film system spectral reflectivity automatic design
1 中科院沈阳计算技术研究所,辽宁,沈阳,110004
2 沈阳广播电视大学,辽宁,沈阳,110003
为改善镜头自动设计的计算方法,充分考虑人工光学设计经验,并借助构造多种价值函数以及线性最小二乘法和离散变量的单纯型方法,利用一个智能专家系统控制求解不等式组.在求解中,对玻璃变量和厚度等做变量替换以消除不等式约束,并且引入协调因子平衡变量的改变量.
透镜自动设计 专家系统 变量替换 最优化 lens automatic design expert system variable substitution optimization
本FORTRAN程序普适于球面和含有非球面的光学系统.用它可在微机上完成包括自动设计和OTF计算在内的全部设计过程.自动设计子程序贯穿了复合优化思想;提出了新的病态处理方法;实现了自动设计与OTF评价的方便结合,与传统设计手段的方便结合.
非球面 光学自动设计 复合优化 病态 模块化程序
本文提出了一种自动设计思想,即在多层膜设计过程中考虑监控误差对多层膜光学特性的影响。在自动设计的评价函数中不仅包含了膜系的光学特性,而且还包含了计算机模拟的制备成品率,并以最高的生产成品率作为最终的优化目标。用这种方法设计出的膜系不仅满足光学特性要求,而且具有较大的制造允差,便于最经济地组织生产。以宽带减反射膜,可见光加1.06μm的双波段减反射膜为例进行了自动设计,设计结果是令人满意的。
光学薄膜自动设计 制造成品率的模拟计算
