改进模拟退火算法优化多层光学薄膜设计

本文主要探讨了多层光学薄膜系统的设计优化问题，针对其复杂的评价函数——一个非线性多峰函数，传统的数值计算方法在不知道函数特性的情况下，难以找到全局最优解，且计算过程可能不稳定，效率较低。模拟退火算法作为一种全局优化算法，由于其高效的搜索策略和对局部最优解的容忍度，被引入到这一领域。 文章对标准的模拟退火算法进行了创新，增加了加温和记忆模块。加温模块允许算法在搜索初期阶段更灵活地探索可能的解空间，而记忆模块则有助于算法记住搜索过程中的最佳结果，从而提高算法跳出局部最优解的可能性。这种改进使得算法在选择控制参数的初始值时更为合理，并能更好地处理搜索过程中的动态变化，增强了算法的全局搜索能力。 作者应用改进后的模拟退火算法对红外增透膜、中性分光镜和10.4μm长波通滤光片进行了优化设计。实验结果显示，优化后的膜系在目标函数值上分别实现了显著的降低，分别为77.6%、31.9%和96.2%，这表明优化算法显著提升了膜的性能，使得膜系的光谱特性得到改善，透射率曲线更加平坦，从而满足了更高的光学性能要求。 关键词涵盖了薄膜、优化设计、模拟退火算法以及优化算法的关键概念，这些关键词反映了论文的核心研究内容和技术应用。这篇文章展示了如何通过模拟退火算法的有效优化，提升多层光学薄膜系统的性能，对于光学设计领域的实际应用具有重要的理论和实践价值。