任意面形介质光栅的衍射特性分析

采用严格耦合波理论(RCWA)和多层近似法,详细的推导了任意面形介质光栅的衍射问题,得出了其矩阵求解方程,并采用增强透射矩阵法来避免直接求解带来的数值不稳定,提高了计算效率.使用该方法对梯形光栅进行了数值计算,结果表明采用严格耦合波理论和多层近似法,可以方便、有效地求解任意面形介质光栅的衍射效率问题,计算中光栅在不同参数下衍射效率的总和严格等于1,且未有数值不稳定性问题.     

宽波段凸面闪耀光栅优化设计

凸面闪耀光栅是研制高光谱分辨率成像光谱仪的关键元件之一,一般凸面闪耀光栅的有效波段范围较窄,较难满足宽波段成像光谱仪对光栅衍射效率的需求。为拓宽仪器观测波段,对其中凸面闪耀光栅进行了优化设计。以0.4~2.5 m波段Offner型成像光谱仪为例,研究了凸面光栅单衍射级和双衍射级共路两种色散结构,采用分区闪耀光栅和双角闪耀光栅来提高宽波段范围内的衍射效率。优化设计了两种双闪耀光栅在不同色散结构下的槽形,用标量理论和有限元分析等方法对光栅衍射效率进行了计算。结合仪器信噪比,给出了满足成像光谱仪不同需求时所适用的光栅。     

多级位相光栅的设计

本文研究了多级位相光栅的设计原理，给出了几组不同陈列数的多极位相光栅的设计参数。结果表明所设计的光栅各级衍射光强均匀分布且具有较高的衍射效率。     

增强现实显示的偏振不敏感光栅波导研究

一般的光栅波导式头戴显示器因偏振敏感不能同时使用横电（TE）偏振光和横磁（TM）偏振光进行成像显示。为解决该问题,基于遗传算法与严格耦合波分析法提出了一种偏振不敏感光栅的设计方法。制作了偏振不敏感的光栅波导,进行了光栅波导的衍射效率测量实验。该光栅工作波长为532 nm。耦入光栅对TE偏振光的平均衍射效率从6.1%提高到了21.0%,对TM偏振光的平均衍射效率从13.7%提高到了40.5%,对非偏振光的平均衍射效率从9.9%提高到了30.7%。耦出光栅对TE偏振光的平均衍射效率从3.1%提高到了12.1%,对TM偏振光的平均衍射效率从0.8%提高到了10.7%,对非偏振光的平均衍射效率从1.9%提高到了11.4%。搭建了显示系统样机,测试表明显示效果清晰明亮。实现了30°×22°的大视场角,验证了偏振不敏感光栅波导设计方法和非偏振图像源在增强现实领域的可用性,为波导型增强现实系统的研究与发展提供一定的指导作用。     

应用于彩色光波导显示中的液晶偏振体光栅结构设计与制备

本文设计并实现了一种三层结构液晶偏振体光栅,对其衍射特性及其在光波导中的耦合情况进行了研究。理论上,选取横向周期为424 nm,根据特定工作波长450 nm、532 nm、633 nm在满足布拉格衍射条件的情况下计算出了相对应的3个纵向周期以实现其厚度方向的叠加。采用有限元法对该器件进行了模拟仿真,计算出了其光谱特性及角度特性,根据红绿蓝三色光色散关系仿真出了其在波导内耦合的入射角与衍射角之间的关系曲线。实验上,本文实现了该液晶偏振体光栅器件的制备并对其进行了系统性能表征,给出了一个初步的光波导耦合实验,演示了其耦合效果。结果表明,所制备的三层液晶偏振体光栅器件在450 nm、532 nm、633 nm下衍射效率最高可达80%以上,对应波长下的角带宽分别为12°、8°、6°,其在波导内耦合的视场经模拟可达到27.81°,是一种良好的光波导耦合器件。     

液晶衍射光栅模型研究

在液晶指向矢计算的基础上，本文得到了向列相液晶在电场下折射率分布和相位延迟。并在矩形光栅和正弦相位光栅的基础上，分析了液晶衍射光栅对入射光一级衍射情况及其衍射效率，得到了它的数学模型。     

光栅参数对线性啁啾光纤光栅偏振特性的影响

研究了单模线性啁啾光纤光栅的偏振相关损耗特性。运用耦合模理论和传输矩阵分析法推出了反射光的偏振相关损耗,并模拟了光栅的反射谱和偏振相关损耗随光栅参数和双折射量的变化曲线。模拟显示双折射值的变化对啁啾光栅偏振相关损耗的影响非常显著, 尤其是在带边比较陡峭时。啁啾光栅的偏振相关损耗也受光栅的啁啾系数和调制深度的影响。这表明线性啁啾光栅的偏振相关损耗不光依赖光栅双折射量,还依赖其啁啾系数等其他参数。实验结果与理论模拟基本吻合。     

遗传算法在计算机网络优化设计中的应用

计算机网络优化是一个多约束条件的非线性 0— 1问题。针对该问题的特点 ,建立了该问题的数学模型 ,给出了一个解决此问题的遗传寻优算法。通过计算机网络优化设计实例的计算结果表明 ,该方法能快速求出问题的全局近似最优解 ,且具有较高的计算精度     

基于混沌遗传算法的非均匀应变分布重构研究

针对基本遗传算法在解决实际最优化问题时可能存在的收敛速度慢、易于陷入局部最优解等问题,提出从适应度排序标定和混沌算子嵌入两方面进行算法性能的改进。前者避免了传统适应度值计算方法中较小目标函数值导致的具有过大适应度值的个体对种群进化方向的影响,使得种群始终能够保持恒定的进化压差促进最优解的搜索;后者则增强了遗传算法局部搜索的能力,从而提高了近似最优解向全局最优解转化的可能性。在此基础上,建立了一种基于混沌遗传算法的光纤布拉格光栅(FBG)轴向非均匀应变分布重构方法,仿真算例表明,混沌遗传算法有效改善了非均匀应变分布重构算法的收敛性能,提高了重构的精度。讨论了算法中相关参数的设置对非均匀应变分布重构精度的影响。     

POWER OPTIMIZATION OF FINITE STATE MACHINE BASED ON GENETIC ALGORITHM

Using state assignment to minimize power dissipation and area for finite state machines is computationally hard.Most of published results show that the reduction of switching activity often trades with area penalty.In this paper,a new approach is proposed.Experimental results show a significant reduction of switching activity without area penalty compared with previous publications.     

遗传算法在计算机网络中的应用

现如今的社会发展越来越快,计算机的应用也是比以前更加普遍,产生了很多交叉学科,其中近几年发展比较快的就是遗传算法。遗传算法的应用比较广泛,可用于解决数值优化、组合优化、机械学习、智能控制、人工生命、图像处理和模式识别等各领域的问题。有很多经典的问题都是用遗传算法来解决的,这些具体问题的处理中都用到了遗传算法,成功地把遗传算法和计算机结合起来。本文主要论述了遗传算法在计算机网络中的应用。     

基于改进遗传算法的油田配电网无功优化

遗传算法是一种模拟生物进化过程的优化算法,可用来求解包含离散化变量的复杂优化问题。将遗传算法应用于油田配电网无功优化,并对常规遗传算法的编码方式、遗传算子以及终止判据等方面进行改进,提高了计算效率和全局寻优能力。通过对油田配电网的分析和计算,结果表明该改进遗传算法应用于油田无功优化是合理可行的,其优化效果优于传统遗传算法。     

Simultaneous strain and temperature distribution sensing using two fiber Bragg grating pairs and a genetic algorithm

This study uses two pairs of FBGs to perform simultaneous strain and temperature field measurements. The first pair of FBGs, comprising one uniform FBG and one chirped FBG, measures the strain and temperature fields, while the second pair of FBGs, also comprising one uniform FBG and one chirped FBG, measures the temperature field only. A genetic algorithm is applied to reconstruct the arbitrary strain and temperature distribution profiles simultaneously from the measured reflection intensity spectra of the four FBGs. Various examples of nonmonotonic variations in the strain and temperature fields are considered for illustration purposes. It is found that the proposed scheme successfully reconstructs the applied strain and temperature fields.     

基于遗传算法的ICP配准技术研究

图像配准技术是图像三维重建中的重要部分,对最终三维模型的实现有着较大影响。图像配准的完成通常分为初配准和精配准2个过程。本文提出了一种新的配准思路：采用遗传算法对深度图像进行初配准,然后采用ICP算法对初配准结果进行迭代求精,实现最终的图像配准。由于遗传算法具有全局最优搜索能力,容易获取最优解或次优解,为二次配准的ICP算法提供了较好的初始位姿,提高了ICP算法的稳定性。     

实数编码遗传和单纯形混合算法在膜系优化设计中的应用

在传统遗传算法(GA)基础上,通过引入标准偏差函数构造了新的适应度函数,同时提出了一种自动降温的方法来控制退火选择策略中的温度.将这种改进的实数编码遗传算法(FGA)和单纯型算法(SA)有机结合起来,形成了新的膜系优化算法-实数编码遗传和单纯形混合算法,并编制了优化程序.实例表明该算法优化性能优越,既具有强大全局搜索能力,又能很好地实现局部搜索功能.用该算法实现了中心波长534 nm,带宽35 nm的可见光波段凹陷滤波器和高性能中性分束镜.     

工艺误差对EDG器件性能的影响

定量地分析了蚀刻衍射光栅 (EDG)波分复用 (WDM)器件的制作过程中存在的光栅槽面圆角、槽面倾斜以及槽面粗糙等工艺误差对器件性能、特别是插入损耗的影响。当圆角半径、槽面倾斜角和粗糙度分别为 1μm、1°和 40 nm时 ,相应产生的损耗为 1.7d B、0 .7d B和 1d B。