針對聚酰亞胺薄膜的光學常數(shù)進行反演計算,在傳統(tǒng)粒子群算法的基礎(chǔ)上引入模擬退火算法改進優(yōu)化�；诟倪M后的算法由薄膜透射率測量數(shù)據(jù)反演求解薄膜在波長為450～2 500 nm的折射率和消光系數(shù)。針對求解波長范圍大、薄膜透射率數(shù)值變化劇烈的特點,采用基于透射率數(shù)值的分段方法并以平衡評價函數(shù)作為優(yōu)化指標。根據(jù)菲涅爾方程使用反演計算得到的光學常數(shù)恢復(fù)出薄膜透射率的理論值,與實驗測量值作對比。結(jié)果表明,相比傳統(tǒng)算法,改進粒子群算法恢復(fù)出的計算透射率與測量值更加接近,具有更好的優(yōu)化性能。

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

圖1厚度為d的薄膜在介質(zhì)中光路示意圖

傳輸矩陣法是依據(jù)菲涅爾方程,由消光系數(shù)和折射率求解薄膜透射率和反射率的方法[12]。厚度為d的薄膜在介質(zhì)中光路示意圖如圖1所示。圖1中,在折射率為n0的均勻介質(zhì)中,波長為λ的光以θ0的入射角入射厚度為d、復(fù)折射率為n-ik的弱吸收均勻薄膜的特征矩陣為

圖2反演求解薄膜光學常數(shù)流程

根據(jù)薄膜的透射率曲線反演計算折射率和消光系數(shù)的基本流程,如圖2所示。評價函數(shù)是衡量解是否達到預(yù)期要求的指標。評價函數(shù)的合適與否直接關(guān)系到解的好壞。優(yōu)化算法的最終目標是得到接近于真實光學常數(shù)的解,但是由于真實的折射率和消光系數(shù)難以測量,因此算法的優(yōu)化目標為將反演求得的光學常數(shù)恢復(fù)出....

圖3用單一評價函數(shù)對不同波長范圍下的透射率擬合效果

在計算的波長范圍小、透射率數(shù)值變化不大的情況下,2種評價函數(shù)的效果比較一致。但是當波長范圍大、透射率數(shù)值劇烈起伏時,2種評價函數(shù)單獨使用都會導致較差的計算效果。如圖3所示,使用絕對誤差評價函數(shù)會使得計算結(jié)果對高透射率值區(qū)間的擬合效果較好,但是在低透射率區(qū)間的擬合效果較差;只用相對....

圖4研究對象

本文研究的對象是厚度為25μm和50μm的某型號聚酰亞胺薄膜(圖4),使用上海交通大學分析測試中心的紫外可見近紅外分光光度計(圖5)測量薄膜透射率。透射光譜的測量范圍為450～2500nm,測量波長間隔為1nm,入射角為8°。薄膜的透射光譜如圖6所示。圖5Perkin....

本文編號：3920957