Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phương pháp thiết kế các phần tử quang học tán xạ thông qua tối ưu hóa đa chiều thấp
Tóm tắt
Một phương pháp mô phỏng và thiết kế các cấu trúc quang học tán xạ được trình bày. Trong bài báo này, chúng tôi trình bày một thiết kế của một cấu trúc quang học tán xạ hữu hạn được tạo ra bằng cách giải quyết các trường điện từ bên trong một vòng lặp tối ưu hóa. Các trường điện từ vô hướng được tính toán trong vùng của một cấu trúc quang học tán xạ hai chiều bằng cách giải phương trình Helmholtz vô hướng, sử dụng phương pháp phân tích sai số hữu hạn. Quy trình phân tích này được chèn vào một thuật toán giảm nhiệt giả (simulated annealing) để thiết kế cấu trúc tối ưu bằng cách tối đa hóa một chỉ số tham số đã được xác định trước. Các phương pháp tính toán hiệu quả cho phép yêu cầu tính toán hợp lý được mô tả, bao gồm việc xác định các tham số cấu trúc như những hàm đa thức tương đối đơn giản. Điều này cho phép thay đổi cấu trúc được thực hiện bởi chương trình trong khi vẫn giữ một số chiều nhỏ cho việc tìm kiếm bởi thuật toán giảm nhiệt giả.
Từ khóa
#Phương pháp thiết kế #Thiết kế quang học #Tán xạ quang học #Tối ưu hóa thiết kế #Tán xạ điện từ #Mô hình tính toán #Trường điện từ #Thiết kế và phân tích thuật toán #Giảm nhiệt giả #Phương trìnhTài liệu tham khảo
10.1364/OL.19.000084
kirkpatrick, 1983, optimization by simulated annealing, Science, 220, 671, 10.1126/science.220.4598.671
vassallo, 1992, improvement of finite difference methods for step-index optical waveguides, Optoelectronics [see also IEE Proceedings-Optoelectronics] IEE Proceedings J, 139, 137, 10.1049/ip-j.1992.0024
10.1006/jcph.1994.1159
10.1364/AO.18.001490
10.1109/TMTT.1968.1126856
10.1016/0895-7177(93)90204-C
ingber, 1996, adaptive simulated annealing (asa): lessons learned, Control and Cybern, 25, 33
10.1109/20.497462
nozaki, 1998, an adaptive simulated annealing applied to optimization of phase distribution of kinoform, Proc 5th Intl Conf Soft Computing and Information/Intelligent Systems Methodologies for the Conception Design and Application of Soft Computing, 979
10.1364/JOSAA.12.001152
10.1364/JOSAA.18.002908
10.1364/OL.25.001004
bao, 1995, mathematical studies in rigorous grating theory, J Opt Soc Amer A, 12, 1029, 10.1364/JOSAA.12.001029
10.1364/OL.17.001743
10.1117/12.343726
10.1109/50.372442
10.1143/JJAP.32.4973
vassallo, 1996, the limitations of wide-angle bpm in nonuniform systems, Summaries of the Papers Presented at the Topical Meeting Integrated Photonics Research— 1996 Tech Dig Series Conf Edition, 6, 108
strang, 1976, Linear Algebra and its Applications
10.1137/0103003
10.1137/0108027