点阵 达曼光栅 Matlab辅助设计

Author: Ke Ding, School of Optics and Photonics, BIT

问题描述

寻找一种达曼光栅周期结构，使其在规定误差函数意义下最优

模型假设

光学系统是2f 系统，仿真时可以直接使用fft记算衍射图样

模型简化

• 周期结构参数(突变点对)取值在(0,1)
• 对周期结构密集采样，该过程造成的频谱损失忽略不计
• 达曼光栅相位为{0,𝜋}二值分布，对应于复振幅透射系数{1,−1}二值分布
• 二维达曼光栅可由一维达曼光栅生成，仅考虑一维光栅的优化

模型描述

• 变量初始化
• 单次迭代过程
  • 随机选取突变点对或扰动突变点
  • 对该光栅结构密集采样，采样点个数决定结构精度
  • 计算感兴趣衍射级次的衍射效率
  • 计算代价
• 使用模拟退火算法优化，获得一维达曼光栅结构最优解
• 生成二维达曼光栅，并显示结果

结果

损失曲线

5×5， 7×7，9×9点阵的实现及其效果图

5×5点阵下alpha参数的影响