【摘要】：衍射光柵是光譜儀器中重要的分光元件，衍射光柵的像差直接決定了光譜儀器的分辨率。隨著對光譜性能要求的不斷提高，具有自聚焦和消像差能力的變間距光柵已經(jīng)成為高分辨率光譜儀器的核心器件。 相較于傳統(tǒng)的機械刻劃光柵，采用全息記錄方法加工的變間距全息光柵具有加工效率高，雜散光小等諸多優(yōu)點。目前，變間距全息光柵已經(jīng)廣泛應(yīng)用于同步輻射、空間光譜、等離子體物理、表面干涉計量等領(lǐng)域。深入研究變間距全息光柵的設(shè)計、制造與檢測技術(shù)，具有重要的理論價值與現(xiàn)實意義。 本文研究的重點是變間距全息光柵記錄光路的設(shè)計問題，包括全息記錄光路的建模與優(yōu)化兩方面。記錄光路建模的目標(biāo)是，建立記錄參數(shù)與光柵參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系：記錄光路優(yōu)化的目標(biāo)是，求取合適的記錄參數(shù)，使得實際光柵參數(shù)盡可能的接近期望光柵參數(shù)。 本文在記錄光路建模方面的主要工作是：針對使用輔助球面鏡與輔助等間距平面光柵的兩種記錄光路，推導(dǎo)了四階解析模型，給出了基于費馬原理與局部搜索的光線追跡數(shù)值模型，并分析了解析模型的展開誤差。 本文在記錄光路優(yōu)化方面的主要工作是：針對記錄光路優(yōu)化這一非線性、多極值、有約束的復(fù)雜優(yōu)化問題，研究了基于演化算法的優(yōu)化設(shè)計解決方案，包括： 一、考慮到目標(biāo)函數(shù)的復(fù)雜性，研究了快速搜索算法。采用標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法與局部搜索相結(jié)合的混合優(yōu)化策略，使用遺傳算法進行初始搜索的預(yù)處理，在此基礎(chǔ)上采用局部搜索算法進行精細(xì)搜索，兼顧了優(yōu)化效果與優(yōu)化效率。 二、考慮到目標(biāo)函數(shù)的多極值特點，研究了多極值優(yōu)化算法。討論了受限演化算法的參數(shù)設(shè)置問題，并應(yīng)用于使用輔助平面光柵的記錄光路設(shè)計。將擁擠模型與聚類算法相結(jié)合，提出了一種全新的擁擠聚類遺傳算法，研究了算法的收斂性質(zhì)，并應(yīng)用于使用輔助球面鏡的記錄光路設(shè)計。 三、考慮到容許誤差對設(shè)計結(jié)果的影響，研究了魯棒優(yōu)化設(shè)計算法。針對記錄光路魯棒優(yōu)化的特點，將其規(guī)劃為單目標(biāo)的確定性魯棒優(yōu)化模型。提出了在標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法及標(biāo)準(zhǔn)擁擠遺傳算法框架下，利用演化策略計算近似魯棒目標(biāo)函數(shù)的層疊
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號】：TP333.4
【圖文】：

距離參數(shù)的精度為lmm�？梢钥闯�，在考慮參數(shù)精度的情況下，從目標(biāo)函數(shù)值的角度來看，解的性能有了明顯的下降。六組記錄參數(shù)對應(yīng)的記錄光路如圖3.4.5、3.4.6、3.4.7、3.4.8、3.4.9、3.4.10所示。第一組參數(shù)對應(yīng)的記錄光路中，點光源D相對輔助球面鏡為掠入射，不利于實際的加工調(diào)試。相比較而言，第二組.參數(shù)對應(yīng)的記錄光路結(jié)構(gòu)簡單，適合于實際的加工調(diào)試。第五與第六組參數(shù)對應(yīng)的光柵線密度與設(shè)計值差距較大。lo1D.哪沖_日一

本文編號：2788225