光学薄膜研究与设计.doc

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1、编号：毕业论文题目：光学薄膜的研究与设计摘要光学薄膜在现代光学仪器中有着着重要的地位.对于光学仪器来说，单层金属膜的特性已能满足常用的要求，但随着激光应用的日趋广泛，多层介质薄膜较单层金属膜而言，体现出更好的光学特性。其在光学系统中的发挥着越来越重要的作用。例如：提高光学效率减少杂光；实现光束的调整或再分配；通过波长的选择性透过提高系统信噪比；实现某些特定功能，如ITO透明导电膜保护膜等。本文首先介绍了全反射膜的应用、现状及前景；然后介绍了薄膜光学特性计算的理论以及模拟退火法的理论；接着根据薄膜模型与理论用Matlab编出计算反射率

2、程序；然后反演搜索出合适的薄膜参数；最后从理论上设计了一种适用于整个可见光入射角在0-80°围的增透膜（透射率在100%以上）并结合实际设计多层增透膜。关键词：光学薄膜；反射率；模拟退火法；MatlabAbstractOpticalthinfilmplaysanimportantroleinthemodernopticalinstruments.Asforopticalinstruments,thesinglemetallicmembrancepropertyhasalreadymettherequirementsofthecomm

3、onlyused,however,withthewidelyusedoflaser,multilayermediumfilmshowsbetteropticalpropertiesthanthesinglemetalfilm,sothatitplaysamoreandmoreimportantroleintheopticalsystem.Forexample,improvetheefficiencytoreducestraylight;realizetheadjustmentandredistributionofthelightbe

4、am;improvethesystemsignal-to-noiseratio(SNR)throughtheselectivetransmissionofwavelength;achievesomeparticularfunctions,suchasprotectivefilmoftheITOtransparentconductingfilmsetc.Inthispapertheapplication、presentsituationandprospectofthetotalreflectionfilmwereintroducedf

5、irstly;theopticalpropertiescalculationofthinfilmtheoryandsimulatedannealingmethodtheorywereintroducedsecondly;thenusingtheMatlabtoprogramthereflectivityaccordingtothefilmmodelandtheory;andtheninversesearchouttheappropriatefilmparameters;finally,theoreticallydesignaanti

6、-reflectionfilmwhichisappropriatefortheentirevisiblelightintheanglerangeof0-80°(transmissionrateupto100%)Anddesignmultilayeranti-reflectionfilmcombinedwiththeactual.Keywords:Opticalthinfilm,reflectivity,simulatedannealingmethod,Matlab.目录1绪论11.1光学薄膜的发展历史11.2光学薄膜的现状与前景21

7、.3本文的主要容32光学薄膜相关理论42.1单一界面上的反射和透射42.2多层介质中的反射和透射——薄膜光学基础83模拟退火优化算法113.1模拟退火算法基础113.1.1真实物质退火即物理退火的过程113.1.2Metropolis规则113.1.3组合优化与物理退火的类比133.2模拟退火算法133.2.1模拟退火算法的参数设计143.2.2模拟退火算法的改进—限定非优次数163.2.3模拟退火算法的改进—并行算法174光学薄膜的设计194.1设计方案194.2光学薄膜的模型194.2.1增透膜的模型194.2.2增反膜的模型2

8、04.3薄膜反射率的计算214.3.1反射透射系数递推算法（RTCM）214.3.2菲涅尔系数递推算法234.3.3计算方法分析254.4单层增透膜参数优化254.4.1画图法264.4.2模拟退火法284.4.3两种方法比较304.