基于智能優(yōu)化算法的膜系設計研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代光學技術的發(fā)展,在光學儀器方面對光學薄膜的性能要求越來越高。光學薄膜的設計對光學儀器性能起著至關重要的作用。膜系光學特性優(yōu)劣是通過膜系設計中的評價函數作為定量標準的。膜系評價函數是一個以膜系結構參數為變量的多元函數。通過數值優(yōu)化方法求得所建立的評價函數的最優(yōu)解,從而完成膜系設計。光學薄膜的光譜特性是膜層結構、膜系層數、膜層厚度和膜層折射率的函數。其評價函數為多元多峰函數并且相當復雜,膜系層數越多所要確定的參數就越多,也就意味著要

2、解決更高維數的數學問題。當膜層超過一定的層數時,會導致膜系評價函數的峰值則會極具增多,采用傳統(tǒng)的優(yōu)化方法如蒙特卡羅法、單純形法等將無法得出滿意的結果。
　　 目前,智能優(yōu)化算法在膜系設計中的應用已經受到越來越多的關注。智能優(yōu)化算法是對自然界規(guī)律的啟發(fā)而衍生出的算法,也是仿生學的一個分支。利用仿生學的原理來設計構建算法,是智能優(yōu)化算法的思想。如蟻群算法(antcolonyalgorithm)、遺傳算法(geneticalgorit

3、hm,GA)、粒子群優(yōu)化算法(particleswarmoptimization,PSO)和差分進化算法(differentialevolution,DE)等等。智能優(yōu)化算法具有對初值不敏感,對所要優(yōu)化的函數沒有限制,具有很強的通用性等特點。
　　 本文將兩種新興的智能優(yōu)化算法PSO和DE應用于膜系設計,編寫相應的MATLAB程序對增透膜、高反射膜、1:1分光膜、濾光片和遠紅外寬帶增透膜進行膜系優(yōu)化設計,在這些設計實例中采用膜系