基于粒子群与遗传算法的消色差超透镜自动设计

作     者：李昭慧 吕怡豪 LI Zhao-hui;LV Yi-hao

作者机构：西安科技大学通信工程学院陕西西安710600 

出 版 物：《激光与红外》 (Laser & Infrared)

年 卷 期：2024年第54卷第2期

页      面：267-273页

学科分类：080901[工学-物理电子学] 070207[理学-光学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 07[理学] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(No.62274124) 国家自然科学基金青年项目(No.61705178)资助 

主　　题：硅纳米柱 PSO_GA 近红外波段 超透镜 光斑质量 

摘      要：本文利用智能优化算法,对宽波段消色差超透镜进行设计优化。首先,研究构建于二氧化硅基底上的硅纳米柱这一微单元结构的光学特性,通过数值仿真扫描单元结构的半径构建相位数据库。之后,通过使用粒子群与遗传算法的混合算法(PSO_GA)在相位数据库中找到最佳相位矩阵,即对应每个位置最佳的单元结构。最后,构建超透镜,通过仿真实验验证其可实现红外波段(1000 nm~1250 nm)的聚焦,且消色差效果优于传统粒子群优化算法所获得的超透镜结构。此超透镜的设计为平面光学器件的自动化设计提供了一种解决方法。